Застосування тільки механічних способів очищення не є достатньо ефективним стосовно висококонцентрованих жиромістких стічних вод. Використання їх як попередній етап перед фізико-хімічними, електрохімічними або електрофізичними способами очищення СВ є доцільним.
Одним з методів більш глибокого очищення стічних вод від забруднень є реагентная обробка стічних вод коагулянтами з подальшим відстоюванням. Ефективність видалення жиру при цьому збільшується до 90%. В якості коагулянту рекомендується використовувати сірчанокислий алюміній, сірчанокисле і хлорне залізо. Як присадку застосовують вапно.
Задовільні результати досягаються при хлоруванні стічних вод. Хлорування сприяє відділенню жирів і коагуляції дрібних частинок суспензії. Доза хлору 140 мг/л підвищує ефект видалення зважених речовин до 94%. Об'єм осаду, що утворюється у відстійниках складає 6-12% від витрати стічних вод. Для процесу відстоювання необхідно багато часу - 2-3 години. Недоліком даного методу очищення є: значні експлуатаційні витрати, великі витрати реагентів, збільшення капітальних витрат на будівництво очисних споруд, дорогі і дефіцитні реагенти, складність дозування реагентів, утворення великої кількості осаду з високою вогкістю, труднощі зневоднення осаду.
Останнім часом все більш широке розповсюдження отримали фізико-хімічні методи очищення, такі як екстракція, сорбція, флотація і інші.
Фізико-хімічні методи очищення, на відміну від біологічних можуть забезпечувати стійку роботу споруд при низькій температурі рідини, зміні гідравлічних і органічних навантажень, а також рН. Такі методи вимагають значно меншу тривалість обробки стічної рідини. Запуск цих споруд можливий безпосередньо після їхнього монтажу або перерв в роботі, вони швидко відновлюють необхідні параметри процесів очищення стічних вод і обробки осадів.
Метод мембранного очищення стічних вод заснований на здатності мембран затримувати забруднення, що містяться в стічних водах, за рахунок осматичного тиску.
Найбільш повно вивчений флотаційний спосіб очищення стічних вод, що містять жир, масло, нафту, нафтопродукти.
Суть виробничих флотаційних процесів полягає в тому, що штучно створений в рідкому середовищі висхідний потік газових пухирців захоплює і відносить з собою до поверхні рідини частинки жиру, суспензії, утворюючи шар піни. Піна видаляється різними пристроями з поверхні рідини на подальшу обробку.
Залежно від способу насичення стічної рідини розрізняють наступні методи флотації: пневматичну, напірну, електрофлотацію.
Відомий метод пневматичної флотації, яку здійснюють способом введення під тиском повітря в рідину і дисперсії його на пористих матеріалах. Різновидом є пінна сепарація, відмінна від інших видів флотації тим, що вода, яка очищується, подається у флотатор на пінний шар сформований в результаті бомбардування повітряним потоком рідини. Тобто рідина, що очищується, рухається назустріч потоку повітря, яке, створюючи пінний шар, забезпечує необхідну тривалість перебування частинок забруднень у піні. Потрапляючи в пінний шар, частинки забруднень закріплюються не тільки на поверхні пухирців повітря, але і на поверхні гідрофобних частинок, які раніше закріпилися на повітряних пухирцях.
В результаті створюється розгалужена поверхня піни, яка дозволяє скоротити тривалість флотації. В машинах пінної сепарації в якості аератору використовують спеціальні перфоровані гумові трубки, що збираються в касети.
Проведені дослідження показали, що цей метод дає ефект очищення від жирів 90-95%, від завислих речових 90-96%.
Метод напірної флотації полягає в насиченні стічної води газом (повітрям) під тиском, з подальшим зниженням тиску до атмосферного. При цьому відбувається інтенсивна десорбція газу і виділення великої кількості найдрібніших пухирців. Пухирці з прилиплими до них частинками жиру і суспензії спливають, що дозволяє значно прискорити процес виділення жирових речовин із стічних вод.
Відомий метод електрокоагуляції для очищення промислових стічних вод, заснованих на електролізі з використанням металевих (сталевих або алюмінієвих) анодів, що піддаються електролітичному розчиненню. В наслідок розчинення анодів вода збагачується відповідними іонами, що сприяє утворенню гідроокису алюмінію або заліза. Пластівці гідроокису металу з сорбованими забрудненнями, стикаються з пухирцями газу, з'єднуються з ними і спливають на поверхню рідини. Деякі частинки забруднень, що мають подібну до пластівців структуру, можуть самостійно коагулювати один з одним тим самим збільшуючи ефект гетеро коагуляції всієї системи.
Для відділення пластівців коагуляції з сорбованими забрудненнями застосовують подальше відставання або флотацію.
Комбінований метод, що включає електрокоагуляцію і електрофлотацію (електрофлотокоагуляцію) відрізняється високим відсотком виділення зі стічної води жирів і інших забруднень, більш економічний з точки зору витрат електроенергії і металевих електродів в порівнянні з електрокоагуляцією.
При використанні електрофлотокоагуляційної установки зникає необхідність введення реагентів в очищувачу рідину. Піна, яка утворюється при електрокоагуляції має високу стійкість. При відстоюванні вона руйнується через 24 години.
На підприємствах м'ясної промисловості застосовують біологічне очищення стічних вод. Встановлено, що на очисних спорудах, що включають решітки, пісковловлювачі, освітлювачі, аеротенки з механічною аерацією, повторні вертикальні відстійники, контактні резервуари може бути забезпечено зниження БПКповн до 20 мг/л, зважених речовин до 20 мг/л.
Останніми роками застосовується схема з використанням двоступеневих аеротенків з протилежним рухом активного мула. Також використовують біофільтри, які представляють собою очисні споруди у вигляді круглих або прямокутних резервуарів, заповнених фільтруючим матеріалом (завантаженням). В якості завантаження застосовують щебінь, гравій, керамзит, пластмасу, азбестоцемент і інші матеріали. На поверхні матеріалу завантаження наростає біологічна плівка, що представляє собою асоціацію мікроорганізмів, найпростіших і більш високоорганізованих тварин.
Особливостями процесу очищення в біофільтрах є контакт з біологічною плівкою, яка вільно протікає через завантаження стічної води, і дифузія забруднень із стічної води в біоплівку. Також до перспективних споруд відноситься біотенк. Він представляє собою біофільтр, занурений в аеротенк. Біологічне очищення в цій споруді здійснюється як за допомогою біоплівки, закріпленої в біофільтрі, так і за допомогою активного мулу, що знаходиться в аеротенку. Завантаження біофільтра представляє собою блоки з полімерних жорстких або гнучких матеріалів. Блоки в аеротенку встановлюють так, щоб можна було забезпечити ефективну циркуляцію мулової суміші між блоками і під блоками.
2.2.3 Розрахунок електрофлотаційної установки
Вихідні дані: витрата стічних вод, що подаються на ЕКФ - очистку складає 5,14 м3/ч. Ухвалений один ЕКФ - апарат, продуктивністю 5,14м3/ч. Тривалість обробки стічних вод, відповідно 15 хв, з них 5 хв або 0,08 год - в камері електрокоагуляції, 10 хв або 0,17 год – в камері електрофлотації. Густина струму в електрокоагуляторі іф = 60А/м2, в електрофлотаторі iф =80А/м2. Напруга постійного струму 6В. Кількість електрики на обробку води Ке=100 Ач/м2. між електродний простір в камері електрокоагуляції 20 мм.
Об'єм ЕКФ - установки визначається за формулою:
W=Q/t
Де t - тривалість обробки води, год.
W=5.14·0.25=1.285м3
Об'єм камери електрокоагуляції рівний:
Wк=5,14·0,08=0,41м3
Об'єм камери електрофлотації рівний:
Wф=5,14·0,17=0,87м3
Висота установки визначається за формулою:
Н=h1+h2+h3
Де h1 - висота шару рідини, враховуючи від нижньої кромки електродного блоку до шару піни, м. h1=0,8м;
h2 - висота шару піни, h2=0,2м;
h3 - висота борту установки, м. h3=0,3м;
Н=0.8+0.2+0.3=1.3м
Площа дзеркала води в кожній камері визначається за формулою:
F=W/h1, де
W - об'єм камери, м3;
h1 - висота шару рідини, м.
Fк=0,41/0,8=0,51м2
Fф=0.87/0.8=1.09м2
Ширина установки ухвалена 0,9 м. Тоді довжина кожної камери визначається:
L=F/В, де
L - довжина камери, м;
F - площа дзеркала води, м;
В - ширина установки, м.
Lк=0,51/0,9=0,57м
Lф=1,09/0,9=1,21м
Загальна довжина установки складає:
L=Lк+LФ+L1
Де L - загальна довжина установки, м;
Lк - довжина камери електрокоагуляції, м;
LФ - довжина камери електрофлотації, м;
L1 - довжина розподільної і збірної камер, м.
L=0.57+1.21+0.3=2.08 м
Сила струму в камері електрокоагуляції визначається за формулою:
Jк=KеQ, де
Ке - кількість електрики, Ач/м3;
Q - витрата стічних вод, м3/ч.
Jк=100·5,14=514 А
Кількість електродів в камері електрокоагуляції визначається за формулою:
nк=(В-2а+С)/(В1+С), де
В - ширина установки, м;
а - відстань від стіни камери до крайнього електрода, м. а=0,04 м;
С- міжелектродний простір, м;
В1 - товщина електродів, м. В1=0,005м.
nк = (0.9-2•0.04+0.02)/(0.005+0.02)=34 шт
Активна площа одного електрода в камері електрокоагуляції обчислюється за формулою:
f1=2•l1•h1, де
l1 - довжина електродів, м. l1=Lк-0,1=0,57-0,1=0,47 м.
h1 - висота електрода, м.
f1=2•0.47•0.8=0.75м
Активна площа всіх анодів (катодів) в камері електрокоагуляції складе:
åfa=åfк=0,75·34/2=12,75м2
Витрата матеріалу електродів визначається за формулою:
q=KвАJк/Q, де
q - витрата матеріалу електродів, г/м3;
Kв - коефіцієнт виходу по струму, Кв=0,4;
А - еквівалент електрохімії заліза, г/Ач А=0,606 г/Ач;