Вы находитесь:

Применение фильтрационной техники для очистки стоков спиртовых производств (послеспиртовая барда)

ООО НТЦ «Спиртпищепром», г.Москва; «Пескарихинский спиртзавод» входящий в ОАО"БАХУС" , г.Смоленск;  ЗАО «Владисарт», г.Владимир.

В настоящее время для российских производителей  все острее становится проблема сброса сточных вод и взаимоотношения с природоохранными органами, которые совершенно справедливо полагают, что сбрасывать на открытый рельеф само консервирующиеся стоки не является признаком высокой производственной культуры. Из близких к тематике сайта www.fermenter.ru производств – спиртовая промышленность как раз таки и столкнулась с проблемой очистки послеспиртовой барды.

            ЗАО «Владисарт» совместно со своими партнерами «Спиртпищепромом» провели исследования возможности применения техники микрофильтрации и обратного осмоса для решения подобной задачи. Работа проводилась на одном из лучших спиртзаводов России – «Пескарихинский» спиртзавод, входящий в объединение «Бахус». Испытания проводились в июле 2004 года. Данная работа может представлять также интерес для дрожжевых производств т.к. в работе были проведены исследования по концентрированию кормовых дрожжей.

            Результаты работы превзошли все ожидания технологов спиртовых производств. Из опаснейшего для окружающей среды агента, барда превратилась в практически готовый к фасовке корм для животноводства и воду, которую можно возвращать обратно на первую стадию производства спирта. Что касается кормовых дрожжей, по существующей технологии зачастую происходила значительная потеря белка на сепараторах из-за частичного лизиса клеток.

            Перед началом работ было поставлено две задачи:

  1. Проверить возможность применения предлагаемой технологии для очистки подобных стоков. С доведением (ХПК, БПК) получаемой воды до уровня, который позволяет ее сбрасывать в канализацию.
  2. Директор завода поставил задачу: оценить способность системы  увеличить  выход готового продукта – кормовых дрожжей (белка).

Первый этап проводился на исходной барде, полученной в результате прохода с разделительных сит (величина пор 1.5мм.).

Второй этап - концентрирование дрожжевой биомассы после сепаратора.

Третий этап - концентрирование дрожжевой биомассы напрямую из дрожжерастильного аппарата.

В целом результаты данного исследования показывают, что фильтрационная техника позволила решить все из перечисленных задач.

Ниже приводится текст отчета любезно предоставленный нам ЗАО «Владисарт». Мы надеемся, что этот материал позволит расширить представления о современной фильтрационной технике, многие из этих решений могут быть перенесены на смежные области производства. На наш взгляд, подобные решения могут быть достойной альтернативой сепарационной технике, обеспечивая схожий результат при меньших капиталовложениях.

Отчёт по результатам экспериментальных работ   по очистке послеспиртовой барды  в г. Смоленске

1. Цель работы:

а) Уточнение  основных параметров очистки послеспиртовой барды  на пилотных установках (микрофильтрационной и обратноосмотической);

б) Определение степени очистки на каждой стадии;

в) Анализ качества очистки на каждой стадии (осуществляет Заказчик);

 2. Основные этапы  работы:

- очистка послеспиртовой барды от взвешенных, коллоидных примесей и высокомолекулярных органических соединений на микрофильтрационной установке;

-  глубокая доочистка  микрофильтрата от растворенных солей на обратноосмотической  установке;

 3. Описание и технические характеристики передвижных пилотных установок:

Экспериментальные работы проводились на двух передвижных пилотных установках:

- в качестве первой ступени очистки использовалась микрофильтрационная установка;

- в качестве второй ступени очистки - обратноосмотическая установка, укомплектованная  высокоселективной мембраной.

Принципиальная схема двухступенчатой очистки представлена ниже:

 

Исходная послеспиртовая барда из циркуляционной емкости Е1 под давлением до 0,2 МПа насосом Н1 подавалась на микрофильтрационный мембранный модуль МФМ, выполненный  на основе микрофильтров.

Под действием рабочего давления исходная барда делилась на два  потока: фильтрат- поток, прошедший через мембрану и  очищенный от взвешенных, коллоидных примесей и высокомолекулярной органики, который постоянно отбирался и собирался  в емкости Е2,  и концентрат – поток, который возвращался в  емкость Е1. При достижении максимального  концентрирования примесей (определяли визуально в первую очередь по вязкости концентрата) концентрат сливался из емкости Е1.

Из емкости Е2 фильтрат после 1-й ступени очистки насосом высокого давления Н2 для глубокой очистки  и обессоливания подавался на обратноосмотический мембранный элемент рулонного типа. Работа установки осуществлялась в описанном выше режиме: поток разделялся на две части: пермеат- очищенную  и обессоленную воду, и концентрат –воду, обогащенную загрязняющими веществами и солями, который циркулировал по контуру: емкость Е2-насос Н2 - мембранный элемент - емкость Е2.  При достижении максимальной степени концентрирования примесей (определяли в первую очередь по падению производительности установки)  концентрат сливался из циркуляционной емкости Е2.

В процессе работы определялась производительность мембранных фильтров на каждой стадии очистки, и отбирались пробы всех потоков для определения качества очистки.

 

Технические характеристики передвижных пилотных установок представлены ниже:

1. Микрофильтрационная   установка:

-  циркуляционная емкость Е1: объем – 250 л, материал – нержавеющая сталь;

-  насос Н1:  тип - центробежный,  max. давление – 0,6 МПа, max. подача – 12 м3/ч;

-  количество микрофильтров 1-4 шт., 

-  общая площадь фильтрации, м2 – 1,0;

2. Обратноосмотическая установка:

-  циркуляционная емкость Е2: объем – 80 л, материал – нержавеющая сталь;

-  насос Н2: тип – плунжерный, max. подача – 1,0 м3/ч,  давление – до 4 МПа;

-      количество рулонных обратноосмотических мембранных элементов,  шт. – 1. Селективность мембраны по 0,15%-му раствору NaCl –99%;

-  площадь фильтрации, м2 – 6.

 4. Результаты экспериментальных  работ:

  В процессе экспериментальных работ определялись следующие показатели:

  1. Удельные производительности мембран  на 1 и 2 ступенях очистки:

             q = V/( S*t) , где     

                                       q –  уд. производительность мембранного элемента, л/м2*ч;

                                       V – объем  воды, отфильтрованной через мембранный элемент, л;

                                       S – площадь поверхности мембраны, м2;

                                        t – время  фильтрации, ч.

2. Максимальная степень уменьшения объема (далее – степень концентрирования):

              к = Vисх/Vк-та, где

                                       Vисх – объем исходного продукта, л;

                                       Vк-та – объем полученного концентрата , л.

   3. Качество исходных продуктов, очищенных вод и концентратов по основным показателям (ХПК, БПК) определялось Заказчиком, содержание растворенных веществ – по рефрактометру (Исполнителем).

 4.1. Микрофильтрация.

Перед  началом  экспериментальных  работ  микрофильтры были отмыты от консерванта (глицерина) и испытаны  по водопроводной воде:

Рвх = 1,5 атм.           Рвых = 1,0 атм.  Т=10 оС            Q=1170  л/м2*ч

 Микрофильтрация грубого фильтрата после барабанных сит. Объем исходного грубого фильтрата – 180 л. 

время,

мин

объем  фильтрата, л

Q, л/м2*ч

Т, оС

Рвх/Рвых,

атм

степень 

конц-ния, раз

0

0

54

44

1,6/1,0

 

60

30

32

30

1,6/1,0

 

120

60

23,5

25

1,6/1,0

 

обратноточная промывка -       30

15

 

 

150

70

19

-«-

-«-

 

обратноточная промывка -      32

 

 

 

170

80

26,6

 

 

1,8

Результаты процесса очистки грубого фильтрата. 

 

сухие вещества

%

Растворенные вещества %

грубый

фильтрат

исходный

 

6,94

 

3*

грубый

фильтрат

после

концентрирования

 

                         11,48

 

__

фильтрат

после

микрофильтрации

 

__

 

1*

             * по рефрактометру

 Микрофильтрация  фугата после сепаратора.

время,

мин

объем  фильтрата, л

Q, л/м2*ч

Т, оС

Рвх/Рвых,

атм

степень 

конц-ния, раз

0

0

63,5

40

1,6/1,0

 

30

-

56

38

1,6/1,0

 

обратноточная промывка -       64

 

 

 

60

40

58

-«-

-«-

 

обратноточная промывка -      72

 

 

 

90

80

64

 

 

 

обратноточная промывка -       75

 

 

 

120

95

62

 

 

 

140

115

38

40

0,8/0,5

2,77

 

 Результаты процесса очистки фугата после сепарации. 

 

Сухие вещества

%

Растворенные вещества  %

Протеин

     %

фугат

после

сепаратора

исходная

 

 

3,8

 

 

2*

 

 

         39**

фугат

после

сепаратора

концентрат

 

                    6,47

 

4*

 

фильтрат

после

микрофильтрации

 

 

1*

 

 *    по рефрактомеру

**  с учетом влажности 97,6%

 Микрофильтрация  дрожжевой суспензии перед сепаратором. (Объем исходной  суспензии – 190 л.)

время,

мин

объем  фильтрата, л

Q, л/м2*ч

Т, оС

Рвх/Рвых,

атм

степень 

конц-ния, раз

0

0

90

30

1,6/1,0

 

30

-

65

-«-

-«-

 

обратноточная промывка -      72

 

 

 

90

90

83,5

 

1,2/0,7

 

120

116

53

33

1,6/0,1

2,56

 4.2. Обратный осмос.

Перед началом проведения экспериментальных работ обратноосмотический рулонный мембранный элемент марки 4040BL был отмыт от консервирующего раствора (пиросульфита натрия) и испытан по водопроводной воде:

 Ø   Рвых = 12/10 атм.       Т = 8 о С             Q =  220 л/ч            S = 96 %

Обратный осмос микрофильтрата грубого фильтрата после сит.  

Рвых,

атм

Т, о С

Q, л/ч

объем

пермеата, л

степень

конц-ния К, раз

Объем исходного микрофильтрата –80 л.

         20

16

163

0

24

17

140

20

26

18

120

40

2,0

30

19

72

60

4,0

32

21

24

66

5,7

 Результаты очистки ОО микрофильтрате грубого фильтрата после сита.

ХПК

БПК5

Взвешенные ве-ва

Солесодержание мг/л

РН

Микрофильтрат

 

-

 

-

 

-

 

2590

 

-

Концентрат

 

-

 

-

 

-

 

> 10000 при К = 4

 

-

Фильтрат после ОО

 

75

 

19

 

2,0

 

209 при К = 4

 

4,43

Обратный осмос микрофильтрата фугата после сепаратора. 

Рвых,

атм

Т, о С

Q, л/ч

объем

пермеата, л

степень

конц-ния К, раз

Объем исходного микрофильтрата –115 л.

         20

18

175

0

24

150

30

26

125

60

30

77

80

32

24

30

94

5,5

 Результаты очистки ОО микрофильтрата фугата после сепаратора.     

ХПК

БПК5

Взвешенные ве-ва

Солесодержание мг/л

РН

Микрофильтрат

 

-

 

2330

Концентрат

 

-

 

> 10000 при К = 4

Фильтрат после ОО

 

90

 

23,6

 

2,0

 

200 при К = 4

 

4,77

 ВЫВОДЫ: 

 Основные параметры работы 1-й ступени очистки (микрофильтрации):

- средняя удельная производительность микрофильтрационной мембраны:

            при   очистке грубого фильтрата после сит –  30 л/м2*ч;

при очистке фугата после сепаратора – 50-60 л/м2*ч;

при очистке дрожжевой суспензии перед сепаратором – 60-70 л/м2*ч.

 - оптимальная  степень концентрирования – 3- 3,5 раза;

- рабочее давление – 0,1-0,15 МПа.

           

 Основные параметры работы 2-й ступени очистки (обратный осмос) :

 - средняя  удельная  производительность –  15-20  л/м2*ч;

- оптимальная степень концентрирования – 5-6 раз;

  - температура перерабатываемой среды – до  45 оС

        - рабочее давление – 3,0 - 4,0 МПа.     

Вернуться »

Abercade — Исследования промышленных рынковBiOENGiNEERiNGТРИС