Разработка метода аэрационной очистки сточных вод рыбообрабатывающих производств от жировых загрязнений

• Автор: Федорова, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 170 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1.Физикохимические показатели загрязнений сточных вод рыбообрабатывающих производств.

1.2.Методы очистки сточных вод пищевых производств от жировых загрязнений

1.3.Теории и технологии флотационного разделения дисперсных систем

1.4.Выводы по первой главе.

1.5.Цель и основные задачи исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1.Объекты исследования.

2.2.Лабораторная установка аэрируемой жироловки

2.3.Методы анализа.
2.4.Обработка экспериментального материала
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ
3.1.Основное уравнение массопередачи применительно к изучаемому процессу
3.2.Определение вида критериального уравнения
3.3.Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Физикохимические свойства жиросодержащих сточных вод рыбообрабатывающих производств.
4.2.Исследование элементарного акта флотации.
4.3.Взаимосвязь размеров частиц загрязнений и
пузырьков воздуха
4.3.1.Степень дисперсности фаз исследуемой
системы. .
4.3.2.Скорость всплывания пузырьков воздуха
4.4.Влияние интенсивности подачи воздуха на процесс аэроизвлечения жировых загрязнений.
4.5.Влияние исходной концентрации загрязнений
на эффективность процесса очистки
4.6.Влияние высоты рабочей зоны установки на эффективность процесса.
4.7.Влияние расхода сточной воды на эффективность процесса .
4 .8 .Математическая модель процесса
4.9.Флотационная очистка сточных вод рыбного жира
4 Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОЙ УСТАНОВКИ
5.1. Исходные данные для проектирования.
5.2. Опытнопромышленная установка аэрационной жироловки.
5.3. Результаты производственных испытаний
ГЛАВА 6. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВНЕДРЕНИЯ
АЭРАЦИОННОЙ ЖИРОЛОВКИ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Присутствие в жирах морских животных и рыб названных кислот наряду с полиненасьпценными незаменимыми жирными кислотами (линоле-вой, линоленовой и арахидоновой) обусловливает их специфические физико-химические свойства. Основная доля продуктов распада приходится на свободные жирные кислоты. В сточных водах рыбообрабатывающих производств липиды гидробионтов представлены во всем своем многообразии. Длительное "хранение" сточных вод приводит к увеличению продуктов распада липидов - свободных жирных кислот, оксикислот и др. Липиды рыб находятся в сточных водах как в эмульгированном состоянии, т. Микрогетерогенные (среднедисперсные) системы по своим физико-химическим свойствам больше напоминают коллоидные растворы, нежели истинные. Дисперсность липидов в сточной воде определяется технологией производства. Растворимые жирные кислоты липидов являются поверхностноактивными веществами относительно воды. Характерной особенностью строения молекул большей части липидов является их дифильность. Обладающая значительным дипольным моментом и хорошо гидратирующаяся полярная группа обусловливает сродство поверхностноактивного вещества к воде. Гидрофобный углеводородный радикал является причиной пониженной растворимости этих соединений [], []. С увеличением длины алкильной цепи пределы нерастворимости расширяются до тех пор, пока в алкильной группе не с^^ет восемь углеродов. Хотя диполь карбоксильного конца молекулы все еще будет притягиваться диполями воды, сил притяжения между остальной частью молекулы - длинной углеводородной цепью,- и водой не существует, за исключением слабых сил Ван-дер-Ваальса. Эти силы слабее сил сцепления молекул воды между собой, и поэтому последние стремятся вытолкнуть любую часть молекулы типа углеводородной. В результате выталкивается вся молекула, т. Как отмечалось выше, липиды рыб состоят, в основном, из высокомолекулярных жирных кислот. Следовательно, рыбий жир в сточной воде находится в эмульгированном или солюбилизированном состоянии (при наличии ПАВ определенной концентрации). Вследствие дифильности растворенные липиды способны накапливаться в поверхностном слое сточных вод и обладают поверхностным натяжением, меньшим поверхностного натяжения чистой воды []. В результате накопления таких липидов на поверхности сточной воды межмолекулярное взаимодействие в поверхностном слое уменьшается и поверхностное натяжение на границе раздела сточная вода - воздух" падает. Кроме растворенных липидов поверхностное натяжение понижают детергенты и белки. Чистые эмульсии, как и все коллоидные и микрогетеро-генные системы, агрегативно не устойчивы из-за избытка свободной энергии на межфазной поверхности. Граница раздела фаз выражена достаточно четко. Гидрофобные дисперсные системы термодинамически неравновесны, а большой избыток свободной поверхностной энергии обусловливает процесс перехода в энергетически более выгодное состояние. Агрегативная неустойчивость эмульсий проявляется в самопроизвольном образовании агрегатов капелек с последующей коалесценцией. В пределе это может привести к полному разрушению эмульсии и разделению ее на два слоя [], [], [1]. В разбавленных эмульсиях возможность коалесценции весьма слабо выражена вследствие малой вероятности столкновения капелек и малой эффективности таких столкновений. Поэтому такие эмульсии, с содержанием дисперсной фазы не более чем 0,-0,1%, могут быть практически весьма устойчивы даже при отсутствии каких-либо специальных стабилизаторов, или при действии слабых стабилизирующих факторов, например, в присутствии электролитов в весьма малых концентрациях, образующих диффузные двойные слои ионов на поверхности капель. Таким образом, разбавленные эмульсии могут быть достаточно устойчивыми и при довольно высоких значениях поверхностного натяжения на межфазной границе, и могут служить моделями лиофобных коллоидных систем []. Адсорбционные слои ПАВ на границе раздела жидких фаз являются одним из факторов устойчивости эмульсий. Между углеводородными, определенно ориентированными радикалами молекул ПАВ в адсорбционном слое возникают гидрофобные взаимодействия. Эти взаимодействия способствуют устойчивости эмульсий.