308 / 338
Секция 7: Современные экологически безопасные биотехнологии переработки и утилизации
отходов
ОЧИСТКА ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД В ФИЛЬТРАХ
В.Ф. Шириков, Л.Л. Никифоров
Московский государственный университет прикладной биотехнологии
(Россия)
Для очистки производственных сточных вод мясоперерабатывающих
предприятий с успехом применяют фильтры с засыпкой из вспененного полимера.
Сточная вода с концентрацией жира
С„,
поступает на очистку в фильтрационную
установку с цилиндрическим корпусом, плотно заполненную фильтрующим
материалом, представляющим собой кубики пенополиуретана (ППУ), на заданную
высоту. Процесс очистки проходит при постоянном давлении. Проходя через
фильтрующую загрузку, большая часть жира адсорбируется внутри пор ППУ и
очищенная жидкость выходит из колонны с конечной концентрацией жира
Ск,
которая
должна быть меньше предельно допустимой концентрации (ПДК)
С
п д к
•
С течением
времени ППУ насыщается жиром и перестает его задерживать, причем насыщение
происходит послойно по высоте загрузки.
Рассматривается процесс переноса жира в одном направлении, тогда
математической моделью переноса можно считать модель одномерной диффузии в
виде
ас
д2с
d t
д х г
где D - коэффициент диффузии. Для упрощения дальнейших рассуждений полагаем,
что коэффициент «Е>» является постоянной величиной.
Определим граничные условия. Положим при
х
=
0
концентрацию
С(0, t)
=
С0,
где
С0
- некоторая постоянная величина. Это условие соответствует постоянству
концентрации жиров на входе в фильтр. При выборе второго граничного условия будем
исходить из условия, что концентрация на выходе фильтра соответствует концентрации
на входе «слива» и, следовательно, можно положить
Построим точное решение задачи таким образом, которое при минимальном
числе его членов достаточно точно описывает технологический процесс. В этих целях
используем операционное исследование Лапласа. Тогда функция концентрации может
быть получена с помощью обратного преобразования Лапласа
Фундаментальное решение этой задачи получаем в виде
c = q - ^ + Q - ^ .
Здесь С; и
С2
- произвольные постоянные интегрирования, a
kj
и
к2 -
корни
характеристического
уравнения,
соответствующего
данному
однородному
дифференциальному уравнению.
В результате ряда преобразований получаем приближенную формулу для
расчета концентрации жиров
C(*,T) = C . [ l - - { c o Si ( l - 7 )
я
2
h
- ( —-)2Dv
1
З я -
X
- 9 ( —
)2D t
•е
2А
- - c o s — ( 1 - - ) е 2А
}],
3
2
h
в которой
h -
высота пенополиуретановой засыпки; т -время процесса очистки сточной
воды от жира.
308
Электронная Научная СельскоХозяйственная Б блиотека