Вперед, на Главную страницу

Очистка стоков и биотехнологическая утилизация компонентов сточных вод

Возврат к Стр.1. Очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности, характеристика загрязнений сточных вод, пригодность сточной воды для биологической очистки, сточные воды спиртовых и дрожжевых заводов, предприятий пивобезалкогольной и винодельческой промышленности

Возврат к Стр.2. Микрофлора очистных систем, активный ил аэробных и анаэробных очистных систем, его химический состав

Возврат к Стр.3. Технология и аппаратура искусственной биологической очистки, Аэробная очистка, Анаэробная очистка, Комбинированные схемы очистки стоков предприятий и спиртовых заводов

Стр.4. Биотехнологическая утилизация компонентов сточных вод промышленных предприятий и спиртовых заводов, выделение белка из активного ила

Переход на Стр.5. Производство кормового концентрата витамина В12 и метана метановым брожением послеспиртовой барды.

Переход на Стр.6. Интенсивные биогазовые технологии и их технологический потенциал.

Переход на Стр.7. Очистка послеспиртовой мелассной барды и направления ее использования.

6.1. Основные пути утилизации компонентов сточных вод

 >

В стоках предприятий пищевой промышленности содержатся раз­личные ценные органические вещества естественного происхождения, вторичное использование которых представляет значительный интерес. Однако прямое выделение какого-либо вещества или группы веществ из стоков чаще всего является экономически невыгодным из-за срав­нительно низких концентраций компонентов сточных вод. В то же время общее количество органических веществ в сточных водах предприятий довольно велико и возрастает с увеличением объема производства.

Проблема выделения ценных органических веществ из стоков предприятий пищевой промышленности может быть решена биотехнологическими методами путем использования сточных вод в качестве субстратов для культивирования определенных микроорганизмов с целью накоп­ления биомассы, ферментов, витаминов и т. п. Такой путь переработки стоков облегчает последующую их очистку, так как снижает общую загрязненность органическими веществами. Образующаяся в процессе культивирования биомасса одноклеточных микроорганизмов может являться сырьем для изготовления кормовых добавок, лекарствен­ных препаратов и других биологически активных веществ.

В молочной промышленности около 3 %, а в мясной 3-5 % сырья теряется со сточными водами.

Большая часть сухого вещества сырья спиртовой промышленности переходит в барду, утилизация которой по сравнению с отходами других пищевых предприятий отработана достаточно хорошо. Упаренная барда может служить полноценной добавкой к кормам. На Лохвицком спиртовом заводе из нее извлекают и получают в чистом виде для пищевых и медицинских целей глютаминовую кислоту и солянокислый бетаин (ацидин). Ниже описаны способы утилизации барды биотехнологическими методами, получившими развитие на предприятиях спиртовой промышленности.

Традиционным способом обезвреживания сточных вод пищевой промышленности является естественная биологическая очистка. Часть органических веществ осаждают в отстойниках различных конструкций, откуда уплотненный в большей или меньшей степени осадок вы­возится и используется в качестве удобрения. Жидкость подвергается длительному выдерживанию в прудах, а затем сбрасывается в водоемы или прямо используется для орошения. Это экстенсивные методы, требующие отведения значительных земельных площадей и не гарантирующие безопасности водоемов от загрязнения дренажными водами. Использование стоков на земледельческих полях орошения также связано со значительной потребностью в пригодных для этой цели земельных площадях и дорогостоящих оросительных сетях.

С ростом объемов и загрязненности стоков возникла возможность прямого выделения их ценных компонентов с целью вторичного ис­пользования. В мясной, молочной и рыбкой промышленности ценными компонентами сточных вод являются жиры и белковые вещества. Доказано, что экономи­ческие показатели работы мясокомбинатов могут быть значительно улучшены в результате утилизации компонентов сточных вод. Отделение жира от сточной воды выполняется различными способами. Наиболее распространенный из них — обычное отстаивание. Для этой цели применяют отстойные жироловки, позволяющие уменьшить содержа­ние жиров до 4 мг/л. Дальнейшее снижение концентрации связано с большими трудностями, поскольку жир образует стойкие эмульсии. Более высокие показатели очистки достигаются применением фло­тации, электрофлотации жиров при рН 5,4-5,6. При таких методах очистки жировые компоненты и твердые взвешенные вещества удаляются на 95 %, а последующее использование флотоконцентрата в кормовых целях позволяет за два года окупить затраты на создание технологической линии.

Описана технология выделения и утилизации жировых и белко­вых компонентов из стоков скотобоен с помощью реагентной обработки в сочетании с напорной флотацией. В сточные воды с БПК₅ 0,5-3,0 г О2/л добавляют лигносульфонат натрия до концентрации 100-500 мг/л в зависимости от содержания протеина. Далее подкисленная серной кислотой до рН 3 вода подвергается напорной флотации. Лигносульфонат натрия образует с белками хлопья с развитой поверхностью, сорбирующие жиры и собирающиеся в верхней части флотатора. Флотоконцентрат смешивают с кровью, подвергают термообработке, обезвоживают и сушат, получая кормовой препарат с содержанием белка 45-70%. Осветленную воду нейтрализуют и отправляют на доочистку.

Прямое выделение компонентов должно осуществляться на такой стадии, когда технологическая вода еще не стала сточной. Вопрос ути­лизации ценных продуктов, теряемых на стадиях технологического процесса, вообще не возникнет, если таких потерь не будет. Поэтому улавливание и возврат в производство жиров, белков и других пищевых веществ должны относиться к компетенции специалистов-технологов данной отрасли пищевой промышленности. Те ценные компоненты, которые все же попадают в сточные воды, должны отделяться в системах локальной очистки, находящихся непосредственно в местах выхода стоков из цеха, технологического участка. На дальнейшую очистку направляются сточные воды, лишенные каких-либо преобладающих компонентов.

Рациональная биотехнологическал переработка жидких отходов организована на предприятиях спиртовой промышленности. Барда мелассно-спиртовых заводов используется как субстрат для культивирования кормовых дрожжей. В настоящее время эта технология на спиртовых заводах одной из основных, а дрожжевая биомасса таким же продуктом производства как спирт.

Следующим этапом развития теории и практики утилизации отходов спиртового производства (вторым по счету) явилось создание производства кормового концентрата витамина В12 на так называемой вторичной барде – культуральной жидкости после отделения биомассы кормовых дрожжей. Технологический процесс получения препарата КМБ-12 включает метановое сбраживание вторичной барды с содержанием сухих веществ 5,5 - 6,0 %. Процесс сбраживания проводят непрерывно при 55-57 °С в течение 11 суток. Состав исходной и сброженной последрожжевой барды приведен в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Состав исходной и сброженной последрожжевой (вторичной) барды

Выходящая из метантенков культуральная жидкость подкисляется соляной кислотой до рН 5,5-6,0 и после дегазации упаривается до 35-40% сухих веществ. Упаренную бражку сушат в распылительной сушилке и упаковывают. Получаемый продукт представляет собой однородный серо-коричневый порошок с содержанием сырого протеина не менее 25 % и витамина В12 не менее 50 мг/кг (на сухое вещество).

При подготовке вторичной барды к сбраживанию в нее добавляют минеральные соли и микроэлементы (Са²⁺ ) для стимулирования брожения и накопления витаминов. Этим объясняется более высокое содержание солей в сброженной барде. Выход биогаза 15-25 м³/м³ субстрата, теплотворная способность 23...25 тыс. кДж/.м³.

Получаемый кормовой препарат представляет собой высушенную смесь биомассы анаэробных микроорганизмов и солей. Препарат успешно в течение 15 лет применяется для обогащений комбикормов в качестве стимулятора роста животных.

Другим (третьим) способом утилизации вторичной барды является культивирование на ней аэробного активного ила. В данном случае целью аэробной обработки вторичной барды служит не только ее очистка, но и биотехнологическая утилизация органических и латеральных компонентов. Образующаяся биомасса используется вместе с кормо­выми дрожжами (биомассой монокультуры), выращенной на первичной послеспиртовой барде в качестве кормовой добавки. Содержание белка в кормовом препарате, полученном таким способом, составляет 43-45 %, золы - 20-26 %, витамина В12 - 51-56 мг/кг.

Культивирование активного ила ведется не в традиционных соору­жениях биологической очистки, а в высокопроизводительных ферментаторах, обеспечивающих достаточную скорость растворения кислорода, гидродинамические условия для быстрого протекания процесса.

Необходимость пересмотра конструкции и принципов создания процессов и аппаратов для очистки концентрированных сточных вод пищевой промышленности признается в настоящее время во многих экономически развитых странах. При биотехнологической утилизации биомасса является таким же целевым продуктом, как и чистая вода. Поэтому разрабатываются режимы культивирования, позволяющие сочетать высокий экономический коэффициент выхода клеток с глубоким истощением субстрата. Подбираются и селекционируются отдельные штаммы и сообщества микроорганизмов, удовлетворяющие поставленным требованиям.

Применение чистых монокультур или обогащенных культур це­лесообразно в случаях, когда на сточных водах можно культивиро­вать продуценты антибиотиков, гормонов, аминокислот, ферментов, кормовой биомассы. Эти продукты должны окупать затраты на эксплу­атацию систем утилизации. Культивирование смешанных естественно складывающихся сообществ более экономично, поскольку не требует асептических условий и дополнительных затрат на ведение чистой культуры.

Биотехнологическая утилизация концентрированных сточных вот закладывает основу создания безотходных производств. От успешного решения научных и инженерных задач биотехнологии переработки субстратов, причисляемых в настоящее время к категории отходов, зависит реализация требований охраны окружающей среды, широкого вовлечения в хозяйственный оборот вторичных ресурсов и попутных продуктов.

6.2. Утилизация биомассы активных илов

Активный ил в основном образован биомассой одноклеточных организмов. По содержанию белка он близок к белково-витаминным концентратам (БВК), получаемым культивированием дрожжей рода Candida на гидролизатах целлюлозных отходов или парафинах нефти (табл. 6.2)

В табл. 6.2 приведен состав активного ила, полученного в лабораторных условиях, не содержащего примесей дисперсной фазы сточной воды. По сравнению с биомассой кормовых дрожжей активный ил содержит меньше углеводов, жироподобных веществ, несколько больше золы. Сравнительный анализ илов, культивируемых на сточных водах различного происхождения, показал, что состав бактериальной биомассы практически постоянен и незначительно изменяется при разных режимах аэробной очистки. Встречающиеся в литературе противоречивые данные объясняются попаданием в активный ил взвешенных частиц из очищаемой сточной воды, что изменяет химический состав илового осадка, но не состав содержащейся в нем бактериальной биомассы. Согласно табл. 6.2. активный ил или бактериальная биомасса аэробного сообщества мало отличаются по составу от БВК (белково витаминный корм), во всяком случае но содержанию главного компонента - протеина.

Бактериальный протеин представляет собой полноценный по амино­кислотному набору продукт. В таблица 6.3 приведен аминокислотный состав активного ила, кормовых дрожжей и говяжьего мяса. Сравнение показывает практически полное соответствие содержания незаменимых аминокислот в активном иле и мясе.

Таблица 6.3. Аминокислотный состав активного ила, кормовых дрожжей и говяжьего мяса, % к белку

По другим данным, на 1 г сухого вещества ила (25-47 % белка) приходится до 4,2 мг цистина, 22,4 - лизина и гистицида, 14,6 — аргинина, 31,4 — аспарагиновой кислоты, 50,1 — глицина и глутаминовой кислоты, 10,8 - тирозина, 27,8 — метионина и валила, 26,5 мг фенилаланина.

Содержание витаминов, особенно витамина В12, в сухом активном иле довольно высокое и по некоторым показателям превышает их содержание в кормовых дрожжах (табл. 6.4).

Полноценный аминокислотный и богатый витаминный состав активного ила свидетельствует о его пригодности к использованию в качестве кормовой добавки.

Предложен способ получения белкового корма путем аэрации активного ила в течение 30 мин, частичным обезвоживанием сепарацией, отстаиванием или флотацией и сушкой. Животными усваивается до 85 % вещества активного ила, их привесы такие же, что и при использовании традиционного белкового корма.

6.4. Витаминный состав активного ила и кормовых дрожжей мкг из 1 грамма абсолютно сухого вещества (АСВ)

Активный ил от аэротенков, очищающих стоки мясокомбинатов содержит 45-60% белка по сухому вешеству, а по аминокислотному составу он близок к мясу и соевой муке. Использование ила мясокомбинатов и консервных заводов в количестве 5-9% к рациону крупного рогатого скота нисколько не снижало качества мяса, в нем не обнаружено повышения концентрации пестицидов или тяжелых металлов.

На Курганском дрожжевом заводе последрожжевая барда аэрируется в промышленном ферментаторе объемом 800 м3 с целью культивирования активного ила. Биомасса отделяется в отстойнике, частично возвращается в ферментатор, а избыток ила подвергается термолизу при 90 °С в течение 30-35 мин и в жидком виде отпускается как кормовой концентрат с содержанием сухого вещества 5-6%. По этой технологии достигается снижение загрязненности барды по БПК5 с 6-14 до 0,3-0,8 г О2/л.

Изучена возможность, и рекомендовано скармливать животным активные илы после очистки стоков молочной промышленности.

Состав активного ила (в %) станции биологической очистки молочных заводов приведен ниже.

Жидкий ил

Влажность 97,85        

Сухое вещество 2,15

рН  5,6-6,9

Сухой ил

Органическое вещество 79,30

Зола 20,70

Общий азот 7,80

Общий фосфор 0,96

Калий 0,38

Приведенные выше данные относятся к илам аэротенков, работающих со средней нагрузкой. Для илов после продленной аэрации характерно возрастание зольности до 30%, после сверхдлительной аэрации – до 40%.Сброженные в анаэробном ферментаторе аэробные илы имеют более низкую влажность - около 95 %.

Наряду с высоким содержанием полезных компонентов ил имеет в своем составе тяжелые металлы, представляющие потенциальную опасность для животных.

Содержание металлов в активном иле молочных заводов (в мкг на 1 г сухого вещества) приведено ниже.

Активные илы, образующиеся при искусственной биологической очистке стоков предприятий пищевой промышленности, в известной мере гарантированы от высокого содержания опасных веществ. Тем не менее, их прямое использование в качестве кормовых компонентов должно осуществляться под тщательным санитарным и ветеринарным контролем.

На первых порах целесообразно использовать активные илы для кормления животных, мясо которых не употребляется в пищу, напри­мер пушных зверей, или подвергать илы переработке с целью выделения белковых компонентов, свободных от нежелательных примесей.

Наряду с утилизацией активных илов в качестве кормовых до­бавок предложена переработка их в препараты аминокислот. Гидролитическое расщепление активного ила 15 %-ным раствором НС1 при 7 = 127 °С позволяет добиться 95 %-ного распада белков на аминокислоты, которые затем могут быть выделены и очищены известными способами.

Активный ил может быть значительным сырьевым источником для производства ферментных препаратов. Бактерии продуцируют специфичные ферменты в зависимости от состава субстрата. Достаточно добавить в биохимический реактор с активным илом определенный субстрат, чтобы сообщество микроорганизмов отреагировало накоплением ряда ферментов, необходимых для утилизации этого компонента. Например, при добавлении в субстрат лактозы активность а-галактозидазы возрастает через 3 часа на 200 %. Во всех илах, культивируемых на протеинсодержащих сточных водах, накапливается значительное количество протеаз, уреаз и других ферментов, индуцируемых белками. Предложено экстрагировать ферменты активного ила буферными растворами для  получения очищенных ферментных препаратов.

Одним из путей утилизации аэробной биомассы является ее анаэробная переработка. Технология сбраживания активного ила аэротенков совместно с осадком первичных отстойников давно применяется на станциях очистки коммунальных стоков.

Биомасса активного ила, получаемая из вторичных отстойников аэротенков, имеет небольшое содержание сухих веществ (1...2%). Аэробный активный ил очень плохо уплотняется отстаиванием, что связано с наличием коллоидных структур, окружающих клетки микроорганизмов. При отстаивании в гравитационном поле в течение 1,5 — 2 часа максимально достигаемая концентрация ила по сухому веществу составляет 3%. Двухчасовое отстаивание илов сточных вод молоч­ных заводов, по данным автора, позволяет уплотнить их до 2% сухого вещества. Если сбраживанию подвергать жидкость с такой высокой высокой влажностью, то выделившегося биогаза не хватит для покрытия энергетических затрат на поддержание температуру мезофильной анаэробной ферментации. Рекуперация тепла (связанная с эксплуатацией дорогостоящего теплообменного оборудования) позволяет несколько улучшить энергетический баланс анаэробного процесса.

Таким образом, получение биогаза не может служить главной целью анаэробной ферментации активного ила. Гораздо больший интерес представляет возможность путем сбраживания уменьшить объем осад­ка вторичных отстойников аэротенков и получить кормовые препараты. Влажность отстоенного в течение 2 ч анаэробного активного ила составляет 95-96%. Кроме того, в результате сбраживания значительная часть органического вещества теряется, объем осадка после метантенка составляет 10—15% от поступающего на сбраживание. Получаемый осадок содержит значительное количество протеина, витаминов и посте высушивания может быть использован в качестве кормовой белково-витаминной добавки.

Были выполнены эксперименты по сбраживанию смеси активного ила и осадка первичных отстойников аэротенков в проточном анаэробном ферментаторе в термофильном режиме. Время пребывания жидкости состав­ляло 5-10 сут. Показатели исходного и сброженного субстрата активного ила приведены в табл. 6.5.

Таблица 6-5. Результаты анаэробной ферментации смеси аэробного активного ила и первичного осадка

Выход газа колебался в пределах 0,2-0,35 л из 1 тонны сброженного сухого вещества. Состав газа - 62% СН₄ и 38% СО₂. Полученная в результате десятисуточной ферментации жидкость содержала 17,8 г/л абсолютно сухого вещества АСВ, зольностью 26,5 %. Из органического вещества 7,6 г/л составляли белки, 2,2 г/л жиры и другие вещества, экстрагируемые эфиром, 0,5 г/л — углеводы. Близкий состав имела жидкость после ферментации с временем пребывания 5 сут.

В сухом веществе осадка после сбраживания содержится 42,6 % белка, 12,3 - эфирорастворимых веществ и 2,8% углеводов. После отстаивания объем осадка составляет 12,5% от объема культуральной жидкости, покидающей ферментатор. Высушенный при 105 °С осадок исследовали на содержание витамина В12. После десятисуточного сбраживания в осадке содержалось 1,25 мкг/г, а при добавлении в субстрат 14 мг/л хлорида кобальта - 80 мкг/г витамин В12.

В экспериментах использовали субстрат с содержанием сухого вещества 40 г/л. Реально достигнуть такого уплотнения избыточного аэробного активного ила можно методом флотации. Пузырьки воздуха конкурируют на поверхности частиц ила с коллоидно-связанной водой и освобождают ее. Показано, что при 24-часовой обработке во флотаторе можно достигнуть снижения влажности ила даже до 92 - 93 %. Использование анаэробных илов в качестве кормовых добавок может получить широкое распространение в связи с развитием технологии и аппаратуры метановой ферментации. Несмотря на то что анаэробный ил содержит меньше протеина, чем аэробный (от 30 до 45 %), он лучше уплотняется отстаиванием (до 40-50 г/л) и требует меньше затрат на обезвоживание.

6.3. Выделение белка из активного ила

Для выделения белка из биомассы активного ила могут быть применены методы механической дезинтеграции клеток. В России выпускаются для этой цели машины, применение которых в производстве бактерийных препаратов и пищевого белка дало положительные результаты. Наилучшее измельчение микроорганизмов с целью последующей экстракции белка достигается при обработке в дезинтеграторах сухой бактериальной массы. Активные илы представляют собой трудно обезвоживаемые осадки. Влажность аэробного активного ила после длительного отстаивания не снижается менее 97 %. В связи с этим обезвоживание и сушка биомассы требуют значительных затрат и тем более нецелесообразны, что после дезинтегрирования белок выделяют жидкостной экстракцией. "Мокрое" дезинтегрирование потребует применения высокопроизводительных энергоемких машин, которые будут перерабатывать главным образом воду, а не те 3 % сухого вещества, которые в ней содержатся.

Технология выделения белка из жидкого активного ила требует применения процессов, которые позволили бы, во-первых, обеспечить обеззараживание продукта, во-вторых - получить возможно более чистый белок, в-третьих - затрачивать на получение целевого продукта возможно меньше энергии.

Наиболее просто и достаточно эффективно микробный белок можно извлечь путем щелочного или кислотного гидролиза клеточных оболочек, перевода внутриклеточных белков в раствор и поспевающим осаждением их в изоэлектрической точке.

Наиболее эффективна щелочная экстракция при температуре 80 - 100 ˚С с последующей фильтрацией и осаждением кислотой при рН 4-6. При этом из ила извлекается 30-40% протеина. С учетом упомянутых требований к стерильности была исследована возможность освобождения внутриклеточного белка из биомассы активного ила методом щелочного гидролиза и термообработки. Метод выбран по причине хо­рошей растворимости белков при высоких значениях рН, что позволяет одновременно с гидролизом оболочек экстрагировать внутриклеточный белок. Для выполнения требования надежной стерилизации продукта температура проведения процесса гидролиза и экстракции была выбрана в диапазоне 100-135 °С.

Основным параметром гидролиза, кроме температуры, принято значение рН жидкого активного ила. Другие используемые в гидролизной промышленности показатели — гидромодуль (жидкостный коэффициент) или расход реагента на единицу сырья - оказались неприемлемыми в связи с высокой влажностью ила. Контроль дозирования реагента (щелочи) осуществлялся по значению рН жидкого активного ила.

Предварительные опыты показали, что время термообработки необходимо принять в пределах 20—30 мин. За такой период происходит достаточно глубокое разрушение оболочек клетки, но внутри­клеточные белки не успевают гидролизоваться до аминокислот и полипептидов, не осаждающихся в изоэлектрической точке.

Для гидролиза использовали избыточный активный ил аэротенков с влажностью около 98%. Термообработку проводили при значениях рН 9, 10 и 11, достигавшихся автоматическим титрованием пробы 6 н. раствором NаОН. Режимы термообработки — 100; 110; 120; 130 и 135 ˚С, время выдержки 20 и 30 мин. Процесс получения белковою препарата представлен на схеме 2.

Схема 2.

После выдержки при выбранной температуре жидкость охлаждали, нерастворившийся осадок отделяли центрифугированием, а раствор белка титровали 6 н. раствором НСl до выпадения осадка. Белковый осадок отделяли центрифугированием и высушивали. По результатам анализов рассчитывали выход белка в % к содержанию его в исходном активном, иле (рис. 6.1). Наибольший выход достигается при рН 9 и температуре термообработки 135 °С. Время термообработки в принятых пределах существенного влияния на выход белка не имеет.

Анализ результатов таких показателей, как выход истинного белка, объемы образующихся белковых осадков, содержание белка, соотношение истинного белка и сырого протеина в препарате и т. д., показал, что наилучший режим термообработки активного ила следующий время 25 мин., температура 130-135 °С и рН 9. Состав белкового препарата (в %), полученного из активного ила при указанных значениях параметров термообработки, приведен ниже..

Рис. 6.1. Выход белка (Б) в препара­те (в % к содержанию белка в сырье) в зависимости от условия термообработки.

Влияние изменения параметров термообработки на содер­жание нуклеиновых кислот, липидов и углеводов незначительно. Во всех экспериментах изоэлектрическая точка белка находится в пределах рН 4,5—5,5. Пробы на обсемененность микроорганизмами жидкого осадка белка дали отрицательные результаты. Во время сушки осадка небольшое количество микроорганизмов попадало в препарат из воздуха.

Для получения кормового препарата из активного ила в промышленных условиях разработана установка производительностью до 5 м³ исходного активного ила (рис. 6.2). Избыточный активный ил подается в сборник-смеситель 1, куда из мерника 3" дозируют раствор щелочи для доведения рН до требуемого значения. Раствор щелочи готовят в смесителе 2 и подают в мерник насосом 15. Перемешивание жидкости в сборнике-смесителе осуществляется насосом 14. Этим же насосом смешанный со щелочью активный ил подается в конденсатор 5, где происходит его первичный подогрев паром из испарительной каме­ры второй ступени. Нагретая до 55-60°С жидкость поступает в конденсатор 18 второй ступени, где он подогревается паром из испарительной камеры первой ступени 7 до 95-100°С. Из конденсатора 18 насосом 19 активный ил подается в варочную колонку 11, в которую через барботер подается острый пар для подогрева жидкости до 130-135 °С. Далее жидкость проходит через выдерживатели 10, 9 и 8 и сбра­сывается в испарительную камеру первой ступени 7. Пар вторичного вскипании из испарительной камеры 7 поступает в испарительную камеру 4 второй ступени. Благодаря вакууму, создаваемому насосом 6, в испарительной камере 4 происходит вскипание жидкости и дальнейшее ее охлаждение до 55-60 °С. Пар из испарительной камеры 4 от­сасывается в конденсатор 5 для предварительного подогрева жидкого ила, а охлажденная жидкость из испарительной камеры 4 поступает в сборник 76, откуда насосом 77 подается в отстойник 12. Отстойник 12 служит для отделения негидролизовавшихся твердых частиц. Осветленная жидкость, представляющая собой щелочной раствор белка, из отстойника 12 поступает в сборник-смеситель 20, где осуществляются нейтрализация и подкисление раствора. Кислота из сборника 23 подается в мерник 13 насосом 12. Перемешивание жидкости в сборнике-смесителе 20 осуществляется насосом 21. После выпадения в сборнике смесителе 20 белкового осадка ему дают отстояться и откачивают насосом 21. Белковый осадок можно использовать в качестве жидкого кормового препарата или сушить для получения кормовой белковой добавки.

Рис. 6.2. Схема установки для получения кормового белкового из активного ила:

А - сырье; Б — жидкий кормовой белковый препарат; 1 - вода; 2 — пар;  12 - вторичный пар; 13 - щелочь; 14 - кислота; 27 - вакуум

Жидкий препарат имеет влажность 95-96 %, стерилен, содержит в 1 м³ до 40 кг сырого протеина и до 15 кг соли (хлористого натрия). Он может применяться для обогащения комбикормов белком при приготовлении влажных смесей, так же как и жидкие кормовые дрожжи. Сухой препарат представляет собой светло-коричневый порошок с запахом кормовых дрожжей. Из 1 м³ избыточного ила можно получить 0,2-0,3 м³ жидкого или 9-13 кг сухого препарата.

Аминокислотный состав белкового препарата (в % к белку) приведен ниже.

В состав протеина входит большое количество незаменимых амино­кислот, в частности лизина, которым бедны растительные кора. Поскольку вопрос о содержании тяжелых металлов весьма важен для кормовых препаратов, был определен состав зольного остатка (в к АСВ) полученной кормовой добавки, приведенный ниже.

Исследованиями, выполненными в Украинском научно-исследовательском ветеринарном институте, установлено, что препарат не токсичен для сельскохозяйственных животных. Белковая ценность препарата составляет 54,3-56,8 %, кормовая ценность - 87,2 - 89,0 %.

Литература. Проектирование очистных сооружений канализации. Южно-уральский университет. Челябинск.

Вперед, на главную страницу