книги из ГПНТБ / Грушко, Я. М. Сточные воды гидролизных заводов и санитарная охрана водоемов

дается на сепараторы для сгущения до 300—400 г/л, промывки водой и окончательного сгущения до содержа­ ния дрожжей 500—600 г/л (12,5—15% сухих веществ).

Количество дрожжей, получаемых из барды, состав­ ляет 30—35 кг на 1 т асд. Одновременно достигается уменьшение количества загрязнений в стоках. В дрож­

20

жевой цех с бардой поступают загрязнения по БПК5 — 162 кг (см. табл. 2), а суммарный сток дрожжевого цеха содержит лишь 87 кг на 1 т асд. Таким образом, использование барды для выращивания дрожжей умень­ шает общую загрязненность на 46—47%. Общее количе­ ство стоков дрожжевого производства составляет 30— 40 м3, в том числе бражки 14—,14,5 м3 на 1 т асд.

Таким образом, при получении дрожжей из барды спиртового производства в сточные воды поступают органические и взвешенные вещества.

Технология производства фурфурола из паров самоиспарения. Фурфурольная установка предназначена для утилизации фурфурола, содержащегося в конденсатах решоферов и поверхностных конденсаторов вакуумохладительной установки.

Фурфурол, образующийся в этой технологии производ­ ства, выделяется почти целиком из паров самоиспарения

ислужит ценной товарной продукцией. Он используется

всамых различных отраслях промышленности. Количество получаемого фурфурола составляет от 5

до 8 кг на 1 т асд.

Технологическая схема производства фурфурола из паров самоиспарения представлена ниже (схема 3).

ѵСХЕМА 3

21

В процессе производства образуется кубовой остаток, метанол, ацетон и скипидар. Эти органические вещества, накопляющиеся в больших концентрациях, но в малом объеме, уничтожаются сжиганием. Часть этих загрязне­ ний и взвешенных веществ поступает в сточные воды.

При описанной технологии имеет место только один грязный сток — лютер основной колонны в количестве 4,1—4,3 м3 на.1 т асд при БПКб, равном 500 мг Ог/л. Таким образом, если конденсаты, поступающие на фур­

чистые — от теплообменной аппаратуры в количестве до 10 м3 на 1т асд.

Таким образом, при производстве фурфурола из паров самоиспарения в сточные воды поступают органические и взвешенные вещества, фурфурол, метанол,'скипидар и ацетон.

Вспомогательные виды производства. К вспомогатель­ ным видам производств относятся отделения сушки лиг­ нина, приготовления известкового молока, растворов питательных солей. В отделении сушки лигнина стоки отсутствуют, но на некоторых заводах проектами преду­ сматривалось устройство мокрых скрубберов для очист­ ки отработанных газов. Оказалось, что вода, орошаю­ щая скрубберы, содержит до 8 г/л лигнина. Лигнин имеет очень мелкую структуру, не осаждается в отстой­ никах и засоряет тело аэрофильтра, поэтому в дальней­ ших проектах «мокрая» система очистки газов была за­ менена «сухим» способом, при котором лигнин в сток не попадает. Следовательно, на заводах, где применен «мокрый» способ очистки отходящих газов, необходимо перейти на «сухой» способ, при котором сточные воды не образуются, но следует принять меры против самовозго­ рания лигнина.

В отделении приготовления известкового молока и растворов питательных солей регулярные стоки отсутст­ вуют. Стоки при смыве пола или промывке оборудования имеют эпизодический характер (1—2 раза в сутки) и не содержат органических веществ.

Шлам, образующийся при приготовлении вытяжки су­ перфосфата, присоединяют к шламу из отстойников нейтрализата, а недопал, получающийся при приготовлении

22

вытяжки суперфосфата, вывозится с территории завода автомобильным или железнодорожным транспортом.

Таким образом, во вспомогательных видах произЬодства сточных вод образуется немного и степень их за­ грязнения невелика.

Сточные воды спиртового завода с комплексной схе­ мой производства. Суммарные данные о количестве сточных., вод и степени их загрязнения по спиртовому производству с комплексной схемой производства приве­ дены в табл. 3.

ком является последрожжевая бражка (91,35%). Сле­ довательно, на этот сток должно быть направлено основ­ ное внимание при разработке мероприятий по уменьше­ нию количества загрязнений в стоках гидролизных заводов.

23

Использование спиртовой барды при получении дрож­ жей дает-снижение количества органических загрязне­ ний на 42%, а утилизация конденсатов дополнительно снижает их количество на 6%.

Технология производства дрожжей из гидролизатов. Количество дрожжей, которое возможно получить за счет использования послеспиртовой барды, ограничено масштабами производства спирта, а также удельным вы­ ходом дрожжей, составляющим 30—40 кг на 1 т асд.

Для увеличения выпуска дрожжей потребовалось вы­ рабатывать их непосредственно из гидролизатов. Техно­ логическая схема производства дрожжей из спиртовой барды в этом случае состоит из следующих операций: гидролиза сырья с получением гидролизата, подготовки гидролизата (нейтрализация, охлаждение), выращива­ ния дрожжей, выделения, промывки и сгущрния их, суш­ ки и упаковки. Операции получения и подготовки гидро­ лизата совпадают с процессами, описанными для произ­ водства спирта.

Удельные показатели н'а 1 т асд при производстве дрожжей из гидролизатов приведены в табл. 4.

Таблица 4. Количество сточных вод и степень их загрязнения в производстве дрожжей из гидролизатов

Количество на Î т асд

гидролизатов количество сточных вод на 1 т асд хвой­

24

ных пород от конденсата сдувочных паров и количество воды от промывки пневмозахлопок гидролиз-аппаратов такое же, как и на спиртовом заводе с комплексной схе­ мой производства (см. табл. 3), но грязных вод больше, а количество условно Нистых вод и механические потери значительно меньшие.

При переработке древесины лиственных пород объем стоков остается таким, как это приведено в табл. 4, а количество загрязнения принимается несколько увели­ ченным и равно 97,5 кг на 1 т асд вместо 87,5 кг. Увели­ чение общего количества загрязнений происходит за счет большей загрязненности последрожжевой бражки.

Как и для спиртового производства, при выработке дрожжей основное количество загрязнений содержится в последрожжевой бражке (93,7%) .

Необходимо усовершенствовать технологический про­ цесс производства дрожжей из гидролизатов так, чтобы уменьшить количество сточных вод и содержание орга­ нических веществ в последрожжевой бражке, поступле­ ние которой в стоки является одной из главных причин их загрязнения.

Технология производства фурфурола. Разработанный в Советском Союзе способ производства фурфурола предусматривает комплексное использование сырья.

Технологический йроцесс производства фурфурола подразделяется на два потока: переработка фурфуролсо­

Технологический процесс получения дрожжей из гид­ ролизата аналогичен процессу получения дрожжей из барды или на специализированных гидролизно-дрожже­ вых заводах.

Совпадает и номенклатура стоков, которые, однако, отличаются как по количеству, так и по концентрации содержащихся в них загрязнений (табл. 5).

Процесс переработки фурфуролсодержащих паров протекает в следующей последовательности: а) нейтра­ лизация органических кислот, содержащихся в фурфу­ ролсодержащих парах; б) конденсация фурфуролсодер­ жащих паров; в) получение фурфурола-сырца; г) полу­ чение из него товарного фурфурола.

Нейтрализация фурфуролсодержащих паров произво­ дится известковым молоком.

25

C.X EMA 4

При этом процессе производства образующиеся пары фурфурола направляются в аппарат, состоящий из двух колонн. Образующиеся в процессе технологии производ­ ства побочные продукты (кубовой остаток, ацетон и др.) уничтожаются сжиганием.

В настоящее время существует две схемы производства фурфурола путем переработки фурфуролсодержащего концентрата: 1) проектная и 2) схема на действующих заводах.

По проектной схеме предусмотрено более полное из­ влечение фурфурола из конденсата паров самоиспарения. По схеме действующих 'заводов часть загрязнений, в том числе фурфурол, в большем количестве попадает в сточные воды. Для уменьшения количества поступаю-

6

Таблица 5. Количество сточных вод и степень их загрязнения в производстве фурфурола по проектной схеме и по схеме действую­ щих заводов

Количество на 1 т асд '

тон, фурфурол, метанол и кубовой остаток сжигаются. Таким образом, по проектной схеме производства фур­ фурола основным источником загрязнения сточных вод является последрожжевая бражка, с которой вносится 87,1% органических веществ по БПК5. Вторым источни­ ком загрязнения является лютер основной фурфурольной колонны, с которым в стоки попадает 10,7% орга­

нических веществ по БПК5Уменьшение загрязнений сточных вод. Количество

образующихся загрязнений, приходящихся на 1 т пере­

смесь древесины лиственных и хвойных пород, количест­

1 Асе — Абсолютно сухое сырье.

27

во загрязнений промышленных стоков по БПКй состав­ ляет около 18 т в сутки. В то же время органические вещества, находящиеся в гидролизате, используются даже при комплексной схеме переработки лишь на 80— 85%. Наличие такого явления подсказывает возмож­ ность уменьшения загрязнения промышленных стоков за счет введения новьщ технологических приемов, кото­ рые должны быть направлены на повышение выходов основной продукции за счет более интенсивного исполь­ зования органических веществ. Наиболее концентриро­ ванным стоком, содержащим основное количество за­ грязнений, является последрожжевая бражка. Она со­ держит до 85—9.5% всех загрязнений. Необходимо снизить загрязненность последрожжевой бражки и уменьшить объем стока.

Снижение количества последрожжевой бражки, сбра­ сываемой в канализационную сеть, достигают путем применения рециркуляции, частично или полностью за­ меняя воду, вводимую в технологический процесс. Боль­ шое количество воды вводится на процесс гидролиза: 13—16 модулей по отношению к весу перерабатываемого асе. В табл. 6 приведены данные о возможности примене­ ния водооборота на гидролизных заводах на примере, взятом из баланса гидролизно-дрожжевого завода.

Таблица 6. Возможность применения водооборота на гидролизных заводах

Из данных табл. 6 видно, что количество вводимой в

технологический процесс воды можно уменьшить до 10 м3 на 1 т асе. До этой же величины снизится и объем последрожжевой бражки, сбрасываемой в канализацию.

Кроме уменьшения количества стоков, происходит снижение их загрязненности.

28

Частичная замена воды, применяемой для гидролиза последрожжевой, бражки, основана на предположении, что бражка, проходя гидролиз-аппарат, облагораживает­ ся. Очевидно, целлолигнин или лигнин, имеющийся в гидролиз-аппарате, абсорбирует некоторое количество органических веществ. Под воздействием кислой среды и высокой температуры органические вещества претер­ певают химические превращения. Часть этих веществ разрушается, другие вещества превращаются в вещест­ ва, доступные для утилизации их дрожжами. Но в по­ следрожжевой бражке всегда остается некоторое коли­ чество веществ из числа тех, которые могут использо­ ваться дрожжами. Эта особенность биохимического про­ цесса объясняется тем, что в субстрате необходимо иметь концентрацию веществ выше, чем она имеет ме­ сто внутри дрожжевой клетки, иначе питательные веще­ ства не смогли бы проникнуть внутрь дрожжевой клетки.

Замечено, что при любом виде рециркуляции бражки (возврат на гидролиз или разбавление сусла) остаточ­ ная концентрация редуцирующих веществ повышается, но в меньшей степени, чем это должно было произойти в соответствии с величиной коэффициента рециркуля­ ции. Объем же стока за счет рециркуляции уменьшается.

Замена воды, применяемой для разбавления сусла перед выращиванием дрожжей, должна осуществляться на заводах, специализированных по выпуску дрожжей или по выпуску дрожжей и фурфурола. На этих заводах имеет место высокая начальная концентрация редуци­ рующих веществ (2,5—3,5%). Выращивание же дрож­ жей при современных конструкциях дрожжераститель­ ных аппаратов может осуществляться при концентрации 1,6—2%, поэтому для снижения концентрации редуци­ рующих веществ к суслу или в дрожжерастительный аппарат добавляют воду. Замена разбавляющей воды последрожжевой бражкой позволяет уменьшить коли­ чество стока при одновременном снижении абсолютного количества загрязнений.

В настоящее время вытяжку суперфосфата или рас­ твора питательных солей (суперфосфата, сульфата аммо­ ния и хлористого калия) приготовляют с применением воды. Предполагается заменить воду последрожжевой бражкой, что уменьшит на соответствующую величину количество стока.

29