Improving the method of wastewater treatment from plant-animal pollutants
- Authors: Kundenok S.B.1, Volkova V.N.1, Markov D.L.1, Finkelshtein A.S.1, Kazantcev I.M.1
-
Affiliations:
- Far Eastern Federal University
- Issue: Vol 34, No 2 (2026)
- Pages: 275-292
- Section: Industrial Ecology
- URL: https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/50496
- DOI: https://doi.org/10.22363/2313-2310-2026-34-2-275-292
- EDN: https://elibrary.ru/OZQEPJ
- ID: 50496
Cite item
Full Text
Abstract
The research paper examines the analysis of factors involved and the improvement of water purification technology for the production of powdered fortified mixture based on soybean and milk protein. A series of laboratory tests of coagulation release of contaminants from solution to sediment was carried out. An innovative solution has been developed for the physico-chemical treatment of wastewater using technical soda and sea salt. The temperature factor of flocculation has been determined experimentally, and it has been established that at temperatures above 46°C, a casein clot is formed, which complicates the operation of the flotation plant. Based on the results of the research, the authors of the article have developed measures and technological solutions for the design of workshop sewage treatment plants, including an individual design average that provides a temperature coagulation factor, a reagent flotation device and a flotation foam and sludge treatment unit. The developed physico-chemical purification method is an optimal and economically feasible technological solution for local facilities, providing the necessary degree of pollution extraction prior to discharge into the urban sewer network with dramatically changing wastewater parameters during the work shift, and the proteins isolated from the solution do not contain aluminum or iron salts and can be used in soil preparation. for landscaping after disinfection.
Full Text
Введение Очистка промышленных сточных вод является одной из важнейших задач современной экологической инженерии. В условиях постоянного ужесточения требований к качеству обработки вод особое внимание уделяется разработке и совершенствованию эффективных технологических решений. Особенностью сточных вод производства продуктов питания являются колебания концентраций загрязнений и расхода воды в течение рабочей смены, которые необходимо учитывать при организации процессов водоочистки, это требует предпроектных научных исследований в целях обеспечения экономической целесообразности строительных и эксплуатационных затрат. В табл. 1 представлены исходные показатели сточных вод производства белкового концентрата растительного происхождения. Таблица 1. Показатели сточных вод до очистки № Показатели Исходные сточные воды Требования к загрязнениям на сброс в сети городской канализации 1 Водородный показатель pH, ед. 6-7,8 6,5-8,5 2 БПК5, мг/л 931 ± 16,8 180 ± 18 3 Взвешенные вещества, мг/л 1081 ± 3,8 265,0 ± 26,5 4 Жиры, мг/л 13,0 ± 1,12 12,9 ± 2,5 5 Фосфаты, мг/л 29,42 ± 2,34 2,5 ± 0,2 6 Аммоний солевой, мг/л 21 ± 3,34 11,2 ± 1,5 7 Максимальный / минимальный часовой расход сточных вод, м3 30 / 5 - 8 Среднесуточный расход сточных вод, м3 205 - Источник: составлено С.Б. Кунденок, В.Н. Волковой, Д.Л. Марковым, А.С. Финкельштейн, И.М. Казанцевым. Table 1. Indicators of wastewater before treatment No. Indicators Source wastewater Pollution requirements for discharge into the urban sewerage network 1 Hydrogen pH, units. 6-7.8 6.5-8.5 2 BPK5, mg/l 931 ± 16.8 180 ± 18 3 Suspended solids, mg/l 1081 ± 3.8 265.0 ± 26.5 4 Fats, mg/l 13.0 ± 1.12 12.9 ± 2.5 5 Phosphates, mg/l 29.42 ± 2.34 2.5 ± 0.2 6 Ammonium salt, mg/l 21 ± 3.34 11.2 ± 1.5 7 Maximum / minimum hourly wastewater consumption, m3 30 / 5 - 8 Average daily waste water consumption, m3 205 - Source: compiled by S.B. Kundenok, V.N. Volkova, D.L. Markov, A.S. Finkelshtein, I.M. Kazantcev. Применение биологического метода для локальной очистки сточных вод в условиях пищевой промышленности, в том числе производства белковой смеси, демонстрирует ограниченную эффективность по следующим причинам [1]: - нестабильность и высокие показатели загрязнений затрудняют поддер-жание оптимального режима биодеградации; - колебания расхода воды нарушают работу биоценоза; - наличие активного ила или биопленки сооружений водоочистки на тер-ритории предприятия представляет дополнительные риски для выпускаемых продуктов питания; - площадь застройки необходима больше, чем для коагуляционного метода; - экономическая затратность создания и эксплуатации биологических очистных сооружений. Реагентная обработка цехового стока производства продуктов питания является приоритетным способом водоочистки после механической стадии обработки и обладает следующими преимуществами: - высокая эффективность удаления мелкодисперсных и коллоидных при-месей; - стабильность процесса при колебаниях показателей загрязнения; - экономическая целесообразность применения; - возможность автоматизации технологического процесса. Для обработки сточных вод пищевых производств с середины двадцатого века применяются напорные реагентные флотаторы[26], где хлопья разделяются на две фракции: флотопену и оседающий осадок, при этом конструкция устройства постоянно совершенствуется с учетом современных экологических требований к качеству очистки промышленных стоков. Для более эффективного извлечения взвешенных веществ после флотации применяют осаждение в наклонных модулях[27]. Например, в Японии получили распространение тонкослойные отстойники с гофрированными блоками из полимерных материалов, а фирма «Дегремон» выпускает отстойники с трубчатыми блоками RPS[28]. В отличие от флотаторов режим работы тонкослойного отстойника моделирует естественный процесс седиментации, но в сооружениях такого типа сложно обеспечить распределение движения жидкости между ярусами наклонных элементов [2]. Равномерного распределения воды удается достичь при перекрестном движении воды и осадка. Опыт применения флотации в сочетании с тонкослойным отстаиванием показал высокую эффективность способа извлечения загрязнений для сточных вод пищевой промышленности [3-4]. Обработка воды реагентами - самый распространенный метод водоподготовки для удаления грубодисперсных, коллоидных и растворенных примесей[29] [5]. Теоретические основы процесса коагуляции воды формировались на протяжении многих десятилетий благодаря фундаментальным исследованиям и широко рассмотрены в работах зарубежных и отечественных ученых: М. Смолуховского, Б.В. Дерягина, Л.Д. Ландау, Э. Фервея, Дж.Т. Овербека, Е.Д. Бабенкова. Физико-химическая очистка сточных вод в научных публикациях и учебниках рассматривается в основном по видам сточных вод и в сочетании с другими методами [6, с. 70; 7-9]. Процесс коагуляции включает в себя несколько стадий: химическое растворение реагента, физико-химическое взаимодействие между примесями и продуктами гидролиза. В процессе коагуляции из сточных вод удаляются взвешенные вещества, коллоидные загрязнения, некоторые растворенные загрязнения, вещества, обладающие поверхностно-активными свойствами, практически все формы фосфора, частично азот, тяжелые металлы. Применение минеральных коагулянтов в сочетании с флокулянтами позволяет интенсифицировать извлечение загрязнений из стоков. Основные применяемые коагулянты в водоочистке представлены солями железа и алюминия, образованными сильными кислотами, при этом недостаточно используются композитные составы, включающие соли калия, кальция и магния. Выбор коагулянта осуществляется с учетом таких факторов, как химический состав самого реагента, свойства и качество обрабатывае мой воды, значение pH сточной воды. Водородный показатель раствора играет ключевую роль в процессе гидролиза солей металлов. Важно учитывать, что допустимый диапазон pH для очищенных сточных вод составляет 6,5-8,5, кислые коагулянты (например, FeCl3, Al2(SO4)3, полиоксихлорид алюминия) при диссоциации выделяют ион H+, а щелочные (алюминат натрия), являясь солями сильных оснований и слабых кислот, выделяют ион OH-. Основные факторы, оказывающие влияние на эффективность извлечения загрязнений из вод: доза регента, щелочность сточных вод, исходный состав воды по содержанию анионов (анионы по степени влияния на коагуляцию можно расположить в следующей последовательности: (Сl- < НСО3 < SO42-), наличие взвешенных веществ (центров хлопьеобразования), интенсивность смешения стоков с реагентами (необходимо обеспечить равномерное распределение реагента в течение 1-2 минут), перемешивание (оказывает влияние на турбулентную и градиентную коагуляцию) и температура. В контексте нашего исследования температурный фактор приобретает особую значимость, поскольку при превышении порога в 46 °C наблюдается критическое изменение процесса коагуляции: вместо формирования хлопьевидных агрегатов происходит образование казеинового сгустка. Для повышения эффективности реагентной очистки сточных вод широко применяются два основных метода: - коагуляция - процесс укрупнения взвешенных частиц; - корректировка pH - регулирование кислотно-щелочного баланса среды. Избыточный щелочной резерв необходим, чтобы диссоциация вводимых в стоки коагулянтов прошла в полном объеме, а синтетические или органические флокулянты добавляют для укрупнения хлопьев, образовавшихся в результате гидролиза солей металлов. Таким образом, реагентная обработка представляет собой сложный технологический процесс, требующий тщательного подбора коагулянтов и учета всех факторов для достижения максимальной эффективности извлечения загрязнений различной степени дисперсности при изменяющихся параметрах сточных вод. При выборе реагентов необходимо учитывать не только информацию о производителе, данные сертификатов качества, стоимость продукции, но и комплексный анализ всех технологических параметров процесса очистки и возможность утилизации осадков. Цель исследования - разработка способа и конструкторско-технологических решений цеховых очистных сооружений выделения белков в осадок и флотопену. Материалы и методы Основной задачей данного этапа экспериментальных исследований является определение предельных температурных параметров, при которых возможно эффективное реагентное осаждение загрязняющих веществ в сточных водах, образующихся в процессе санитарной обработки технологического оборудования. Объектом исследования выступают сточные воды, формирующиеся при санитарной обработке производственного оборудования, задействованного в процессе производства пищевого концентрата на основе витаминизированного белка растительно-животного происхождения. Особое внимание в рамках исследования уделено процессам, протекающим на этапе до формирования казеинового сгустка. Данный период характеризуется начальной стадией коагуляции белков, взаимодействием реагентов с загрязняющими веществами, формированием первичных агрегатов и изменениями физико-химических характеристик системы. Практическая ценность работы определяется возможностью: - определения оптимальных температурных режимов очистки; - повышения эффективности процесса осаждения; - минимизации негативного воздействия на окружающую среду;- оптимизации технологических параметров очистки. Ожидаемые результаты: - установление предельных температурных границ процесса;- определение влияния температуры на эффективность осаждения; - разработка технологической схемы процесса очистки. Таким образом, данное исследование направлено на решение важной научно-практической задачи определения температурных параметров реагентного осаждения загрязняющих веществ в специфических стоках производства пищевого концентрата на основе витаминизированного белка. Использование морской воды [10], где концентрация ионов Ca2+ достигает 0,45 мг/л, а Cl- - 19,3 мг/л, совместно с сульфатом алюминия предлагается для очистки поверхностных сточных вод, содержащих фенолы, а в пищевой промышленности для хлопьеобазования молочных белков в редких случаях применяют химическую коагуляцию хлоридом кальция[30]. Основываясь на этих данных, в настоящем исследовании продолжено изучение коагулирующих свойств морской воды [11] применительно к сточным водам с высоким содержанием белков. Сравнение режимов обработки сточных вод проведено по классической методике пробного коагулирования. Для обработки и контроля результатов применялись оперативные аналитические методики. Содержание взвешенных веществ (ВЗВ) определялось способом гравиметрического осаждения. Биохимическое потребление кислорода (БПК5) измерялось с использованием йодометрического метода Винклера[31]. Для количественной оценки изменений гранулометрического состава взвешенных частиц до и после коагуляции образцы частиц отбирались в пяти повторностях и анализировались на лазерном анализаторе частиц Analysette 22 NanoTec plus (Fritsch, Германия). Данный прибор обладает универсальностью и предназначен для определения размеров частиц в диапазоне от 0,01 до 2000 мкм, включая нанометровый масштаб. Принцип работы анализатора основан на дифракции полупроводникового лазерного излучения (зеленый свет, длина волны 532 нм, мощность 7 мВт) на дисперсных образцах. При взаимодействии лазерного луча с частицей происходит ее дифракционное рассеяние под углом, зависящим от размера частицы. Рассеянный свет фиксируется многоэлементным детектором, а интенсивность сигнала на каждом элементе подвергается математической обработке в соответствии с теорией Ми, учитывающей как рассеяние, так и прохождение излучения через частицу [12]. Такой подход обеспечивает повышенную точность определения размера и формы частиц в условиях сложной дисперсной среды. Результаты и обсуждение Широко распространенная технология локальной очистки стоков производства продуктов питания включает очистное оборудование: барабанную решетку, усреднитель, оборудованный системой механического перемешивания, и реагентный напорный флотатор. После механической и физико-химической очистки очищенные сточные воды самотеком отводятся через городскую канализацию на станцию биологической очистки. Для подтверждения предположения, что добавление морской воды, приготовленной из морской соли (ООО «Царская соль», Крымская царская морская соль, помол № 1), и технической соды (ОАО «СОДА», Сода кальцинированная техническая), позволит обеспечить выделение в осадок молочного и соевого белка, проведена серия лабораторных испытаний. Экспериментальные данные сравнивались с классическим реагентным (оксихлорид алюминия, щелочь и Праестол 852 ВС) способом обработки вод. Разработан план исследований, состоящий из нескольких этапов. На первом этапе исследований проведено определение критической температуры сточных вод, образующихся при санитарной обработке лабораторного оборудования производства витаминизированного молочно-соевого концентрата. Установлено, что формирование казеинового сгустка в смеси молочных и соевых белков происходит при температуре выше 46 °C. Второй этап исследований включал подготовку проб сточных вод с температурой 44 °C, распределение образцов в лабораторные цилиндры объемом 850 мл, добавление морской воды в различных пропорциях (50, 100, 150 мл), доведение общего объема до 1000 мл дистиллированной водой, внесение 10 % раствора технической соды до образования хлопьевидных агрегатов. В качестве эталонного образца использовалась классическая схема введения реагентов, оптимизация дозировок проводилась согласно стандартной методике с построением «кривой Смолуховского». Третий этап исследований был направлен на проведение серии контрольных опытов, определение технологических параметров процесса, установку оптимального содержания морской воды (7,5 %), определение эффективного температурного диапазона коагуляции (42-44 °C). По фазовому состоянию исходные сточные воды включают взвесь мелкодисперсных порошковых концентратов сои и обезжиренного молока. В процессе мойки теплой водой технологического оборудования белковые компоненты частично слипаются и образуют агломерации фракцией 2-0,1 мм, при этом разработанный авторами режим коагуляции обеспечил формирование основной массы хлопьев размером 2-4 мм, при средней скорости осаждения 1 мм/с. На рис. 1 представлен процесс коагуляции (слева направо): - исходные сточные воды; - созревание флокул во всем объеме цилиндра; - через 2 мин после ввода реагентов - разрыв пространственной сетки с формированием четкой границы раздела фаз и отдельно плавающими хлопьями в осветленной жидкости; - через 10 мин после начала осаждения; - через 25 мин после начала осаждения. Рис. 1. Процесс коагуляции в лабораторных при оптимальных параметрах (морская вода 7,5 % + 130 мг/л 10 % раствора карбоната натрия, температура 42 °C) Источник: фото С.Б. Кунденок. Figure 1. Coagulation process in the laboratory at optimal parameters (7.5 % sea water + 130 mg/l of 10 % sodium carbonate solution, temperature 42°C) Source: photo by S.B. Kundenok. Результаты эффективности очистки второго и третьего этапов исследований представлены в табл. 2 и 3. Таблица 2. Показатели загрязняющих веществ в стоках до и после осаждения белков Способ обработки сточных вод Показатели загрязнений Взвешенные вещества, мг/л БПК5, мг/л Эксперимент Контроль Эксперимент Контроль Эксперимент Контроль Образец 1 5 % морской воды***; + 10 % раствор карбоната натрия, доза 120 мг/л 5 % - дистиллята; + 10 % раствор полиоксихлорид алюминия, доза 110 мг/л; + 1 % раствор Праестол 852 ВС доза 1,5 мг/л; + 10 % раствор карбоната натрия, доза 11 мг/л 1029 ± 3,5* 15,9 ± 0,2** 1032 ± 3,1 15,8 ± 0,2 Образец 2 10 % морской воды; + 10 % раствор карбоната натрия, доза 138 мг/л 10 % - дистиллята; + 10 % раствор полиоксихлорида алюминия, доза 101 мг/л; +1 % раствор праестол 852ВС, дозой 1,5мг/л; + 10 % раствор карбоната натрия, доза 107 мг/л 976 ± 3,4 15,8 ± 0,1 975 ± 3,4 15,7 ± 0,1 838 ± 3,3 72,5 ± 2,7 Образец 3 15 % морской воды; + 10 % раствор карбоната натрия, доза 147 мг/л 15 % - дистиллят; + полиоксихлорида алюминия, доза 97 мг/л, +1 % раствор Праестол 852ВС, дозой 1,5 мг/л; + 10 % раствор карбоната натрия, доза 101 мг/л 921 ± 3,2 15,7 ± 0,1 919 ± 3,1 15,7 ± 0,2 792 ± 3,0 68,7 ± 2,5 *- в числителе дроби - исходные концентрации загрязнений сточных вод; ** - в знаменателе дроби - концентрации загрязнений сточных вод после реагентной обработки; *** - приготовлено из морской соли (концентрация ионов Ca2+ - 0,41 мг/л, а Cl- - 18,7 мг/л). Источник: составлено С.Б. Кунденок, В.Н. Волковой, Д.Л. Марковым, А.С. Финкельштейн, И.М. Казанцевым. Table 2. Indicators of pollutants in wastewater before and after precipitation of proteins Wastewater treatment method Pollution indicators Suspended solids, mg/l BОС5, mg/l Experiment control Experiment control Experiment control Sample 1 5% sea water***; + 10% sodium carbonatesolution, dose 138 mg/l 5% distillate; + 10% aluminum polyoxychloride solution, dose 110 mg/l; + 1% flocculant Praestol 852BC dose 1.5 mg/l; + 10% sodium carbonate solution, dose 111 mg/l 1029 ± 3.5* 15.9 ± 0.2** 1032 ± 3.1 15.8 ± 0.2 Table 2. Ending Wastewater treatment method Pollution indicators Suspended solids, mg/l BОС5, mg/l Experiment control Experiment control Experiment control Sample 2 10% sea water; + 10% sodium carbonatesolution, dose 120 mg/l 10% distillate; + 10% aluminum polyoxychloride solution, dose 101 mg/l; + 1% flocculant Praestol 852BC dose 1.5 mg/l; + 10% sodium carbonate solution, dose 107mg/l 976 ± 3.4 15.8 ± 0.1 975 ± 3.4 15.7 ± 0.1 Sample 3 15% sea water; + 10% sodium carbonatesolution, dose 147 mg/l 15% - distillate; + 10% aluminum polyoxychloride solution, dose 97 mg/l; + 1% flocculant Praestol 852BC dose 1.5 mg/l; + 10% sodium carbonate solution, dose 127 mg/l 919 ± 3.1 15.7 ± 0.2 * - in the numerator of the fraction - the initial concentrations of wastewater pollution; ** - in the denominator of the fraction is the concentration of wastewater pollution after reagent treatment; ***- made from sea salt (concentration of Ca2+ ions - 0.41 mg/l, and Cl- - 18.7 mg/l). Source: compiled by S.B. Kundenok, V.N. Volkova, D.L. Markov, A.S. Finkelshtein, I.M. Kazantcev. Таблица 3. Показатели эффективности очистки загрязнений сточных вод при оптимальных показателях № Показатели Исходные показатели загрязнений Показатели загрязнений после очистки Эффект очистки, % 1 Температура, °C 42-44 40-42 - 2 рН 7,5-7,8 7,9-8,5 (хлопьеобразования) - 3 Взвешенные вещества, мг/л 1012 ± 0,3 15,8 ± 0,1 98,4 % 4 БПК5 мг/л 862 ± 3,3 87 ± 3,1 89,9 % Источник: составлено С.Б. Кунденок, В.Н. Волковой, Д.Л. Марковым, А.С. Финкельштейн, И.М. Казанцевым. Table 3. Indicators of the effectiveness of wastewater pollution treatment at optimal rates № Indicators Baseline pollution indicators Indicatorsof contamination after cleaning The cleaning effect, % 1 Temperature, °C 42-44 40-42 - 2 рН 7.5-7.8 7.9-8.5 (flocculation) - 3 Suspended solids, mg/l 1012 ± 0.3 15.8 ± 0.1 98.4 % 4 BОС5, mg/l 862 ± 3.3 87 ± 3.1 89.9 % Source: compiled by S.B. Kundenok, V.N. Volkova, D.L. Markov, A.S. Finkelshtein, I.M. Kazantcev. Разработаны параметры коагуляции, при которой протекает классический процесс хлопьеобразования, в качестве катионов использовались ионы кальция морской воды и технической соды, анионов - хлориды и сульфаты морской воды. В табл. 4 приведены результаты гранулометрического анализа взвешенных частиц в сточных водах пищевого производства до и после реагентной обработки на анализаторе частиц Analysette 22 NanoTec plus (Fritsch, Германия) (исходные сточные воды и вода после осаждения). В исходных стоках преобладают мелкодисперсные частицы - доля фракций менее 10 мкм (PM10) превышает 50 %, что обусловливает их высокую стабильность в водной среде и затрудняет естественное осаждение. После коагуляции наблюдается значительное увеличение размеров агрегатов: доля фракций более 600 мкм достигает от 50 до 90 %, а медианный диаметр возрастает до 696,2- 1208,2 мкм. Полученные данные свидетельствуют об эффективном хлопьеобразовании, способствующем последующему отделению загрязнителей и снижению экологической опасности сточных вод. Это подтверждает целесообразность применения реагентной коагуляции в составе технологии очистки белоксодержащих производственных стоков. По итогам исследований авторами статьи разработаны мероприятия, конструкторско-технологические решения (рис. 2) и рекомендации к проектированию локальных очистных сооружений сточных вод, обеспечивающие эффективную работу оборудования: - совместно с пищевыми технологами разработан режим мойки пищевого оборудования; - барабанную решетку исключили из схемы очистки, так как производ-ственные сточные воды не содержат крупных включений, а сетка барабана будет забиваться белками; - запроектирована индивидуальная конструкция накопителя. Корпус ем-кости тепло- и влагоизолировали, водную поверхность перекрыли сэндвич- панелями, оборудовали системой принудительной вентиляции для удаления избыточной влажности и специфических запахов. Дополнительно к механическим мешалкам предусмотрена подача воздуха, который замедляет процессы анаэробного брожения. Для удаления осадка и полного опорожнения накопителя предусмотрен перфорированный трубопровод, расположенный вдоль днища; - разработана схема автоматизации работы двух напорных флотаторов, а вместо параллельного - предусмотрено последовательное включение подающих стоки насосов от датчиков уровня, которые размещаются на разных уровнях в усреднителе сточных вод, а их высотное положение можно корректировать в ходе пуско-наладочных робот. Дополнительно предусмотрен контроль по датчику температуры. Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в следующем: - повышении эффективности осветления коагулированных сточных вод за счет разработки инновационного способа физико-химической очистки и индивидуальных конструктивных решений накопителя с учетом температурного фактора; - разработке элементов автоматизации технологического процесса, позволя-ющих в процессе эксплуатации регулировать объем подачи стоков на очистку. Рис. 2. Схема реконструкции локальных очистных сооружений: 1 - накопитель сточных вод; 1.1 - датчик верхнего уровня воды; 1.2 - датчик нижнего уровня воды; 1.3 - датчик температуры; 2 - канализационный насос; 2.1 - шкаф управления работой насоса; 3 - электрифицированный расходомер; 4 - коагулятор; 5 - насос-дозатор; 6 - датчик рН; 7 - узел приготовления реагентов; 8 - реагентный флотатор; 8.1 - рециркуляционный насос; 9 - шнековый насос осадка; 10 - узел обработки флотопены и осадка; 10.1 - насос возврата фугата в накопитель; 11 - патрубок подключения накопителя к системе вентиляции; Р1; Р2; Р3 - трубопроводы подачи реагентов; К - трубопровод производственных сточных вод; КН - напорный трубопровод сточных вод; К2 - трубопровод очищенных сточных ввод; К3 - всасывающий трубопровод осадка; К3Н - напорный трубопровод осадка; К4Н - напорный трубопровод возврата фугата в накопитель; О - осадок на вывоз; Т - воздуховод Источник: составлено С.Б. Кунденок; В.Н. Волкова. Figure 2. Reconstruction scheme of local sewage treatment plants 1 - waste water storage; 1.1 - upper water level sensor; 1.2 - lower water level sensor; 1.3 - temperature sensor; 2 - sewage pump; 2.1 - pump control cabinet; 3 - electrified flowmeter; 4 - coagulator; 5 - metering pump; 6 - pH sensor; 7 - reagent preparation unit; 8 - reagent flotation device; 8.1 - recirculation pump; 9 - screw sludge pump; 10 - flotation foam and sludge treatment unit; 10.1 - fugate return pump to the storage unit; 11 - pipe connecting the storage unit to the ventilation system; P1; P2; P3 - reagent supply pipelines; K - industrial wastewater pipeline; KH - pressure sewage pipeline; K2 - treated wastewater pipeline; K3 - sludge suction pipeline; K3H - sludge pressure pipeline; K4H - pressure return pipeline to the storage tank; O -sludge for export; T - air duct Source: compiled by the S.B Kundenok., V.N. Volkova. В результате разработанного метода очистки выделенные белки в осадок и флотопену не содержат солей алюминия или железа и могут быть использованы в приготовлении грунта для озеленения после обеззараживания, например препаратом «Полиаминол» [13]. Заключение В научно-исследовательской работе рассматривается анализ воздействующих факторов и поиск новых экологических решений реагентной технологии обработки сточных вод производства пищевого продукта, в состав которого входят растительный и животный белок. Экспериментально определены эффективные режимы процесса физико-химической очистки разработанного авторами способа коагуляции. В качестве реагентов рекомендуется использовать сухие морские соли, поставляемые для бассейнов и карбонат натрия при температуре стока 42-44 °C. Рассмотренные элементы задачи говорят о том, что выявление эффективных и при этом экономичных условий реагентной обработки требует индивидуального подхода к каждому виду сточных вод. Проведенные исследования позволили определить критические температурные параметры процесса, установить оптимальное соотношение реагентов, выявить эффективные технологические режимы коагуляции, сформировать базу данных для дальнейшей оптимизации процесса очистки. Полученные экспериментальные результаты создали основу для разработки эффективной технологии очистки сточных вод производства витаминизированных молочно-соевых концентратов.About the authors
Svetlana B. Kundenok
Far Eastern Federal University
Email: 14sveta65@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2118-2718
SPIN-code: 1519-4482
Senior Lecturer, Polytechnic Institute
Russky Island, village Ajax 10, Vladivostok, 690922, Russian FederationVladislava N. Volkova
Far Eastern Federal University
Email: vladavibi@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-9078-9858
Ph.D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Polytechnic Institute
Russky Island, village Ajax 10, Vladivostok, 690922, Russian FederationDanil L. Markov
Far Eastern Federal University
Email: markov.dl@dvfu.ru
ORCID iD: 0009-0007-5504-5440
graduate student, Polytechnic Institute
Russky Island, village Ajax 10, Vladivostok, 690922, Russian FederationArtem S. Finkelshtein
Far Eastern Federal University
Email: finkelshtein.as@dvfu.ru
ORCID iD: 0009-0004-7694-3774
graduate student, Polytechnic Institute
Russky Island, village Ajax 10, Vladivostok, 690922, Russian FederationIlya M. Kazantcev
Far Eastern Federal University
Author for correspondence.
Email: kazantcev.im@dvfu.ru
ORCID iD: 0009-0008-0558-0725
SPIN-code: 5749-3381
graduate student, Polytechnic Institute
Russky Island, village Ajax 10, Vladivostok, 690922, Russian FederationReferences
- Volkova VN, Dudnik NA, Kazantsev IM. The influence of technological processes of sewage treatment plants on the species composition of activated sludge. Current Issues in the Development of Modern Science: Monograph. Penza: Nauka i Prosveshchenie (Gulyaev G. Yu. Publ.); 2025. p. 53–84. (In Russ.). http://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-4/105-114 EDN: LOARKM
- Baiborodin AM. Local wastewater treatment at pulp and paper enterprises by coagulation method (abstract of the dissertation). Arkhangelsk; 2014. 134 p. (In Russ.)
- Nazarenko VA, Antonovich VP, Nevskaya EM. Hydrolysis of metal ions in dilute solutions. Moscow: Atomizdat Publ.; 1979. 192 p. (In Russ.)
- Zhang Z, Wang J, Liu D, Li J, Wang X, Song B, Yue B, Zhao K., Song Y. Hydrolysis of polyaluminum chloride prior to coagulation: Effects on coagulation behavior and implications for improving coagulation performance. Journal of Environmental Sciences (China). 2017;57:162–169. https://doi.org/10.1016/j.jes.2016.10.014
- Roussy J, Van Vooren M, Dempsey BA, Guibal E. Influence of chitosan characteristics on the coagulation and the flocculation of bentonite suspensions. Water Research. 2005;39(14):3247–3258. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.05.039
- Nadyshev VS. Wastewater treatment of fat and oil industry enterprises. Moscow: Pishchevaya Promyshlennost Publ.; 1976. 183 p. (In Russ.)
- Ebeling JM, Sibrell PL, Ogden SR, Summerfelt ST. Evaluation of chemical coagulation–flocculation aids for the removal of suspended solids and phosphorus from intensive recirculating aquaculture effluent discharge. Aquacultural Engineering. 2003;29(1–2):23–42. https://doi.org/10.1016/S0144-8609(03)00029-3
- Narkis N, Rebhun M. Flocculation in presence of organic macromolecules of natural water and secondary effluents. Water Science and Technology. 1997;36(4):85–91. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(97)00423-X
- Proskurina VE, Kashina ES, Galyametdinov YuG. Flocculation of model dispersed systems using natural polysaccharides, ionogenic copolymers of acrylamide and their hybrids. Herald of Technological University. 2017;20(20):22–25. (In Russ.) EDN: ZXFJEN
- Kundenok SB, Volkova VN. Intensification of storm water treatment of wood transfering wood termination facilities. RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2024;32(4):422–430. (In Russ.). http://doi.org/10.22363/2313-2310-2024-32-4-422-430 EDN: NINDLF
- Volkova VN, Kundenok SB, Volkov DV. Methods for coprecipitation of heavy metals in waste waters of galvanic production with magnesium and calcium ions of seawater. Bulletin of the Engineering School of the Far Eastern Federal University. 2020;(4):85–95. (In Russ.) http://www.dx.doi.org/10.24866/2227-6858/2020-4-9 EDN: EMBRXM
- Kirichenko KYu, Volkova VN, Chaika VV, & Golokhvast KS. (2023). Granulometric composition of suspended particles formed during anthropogenic impact on the marine environment. Life Safety / Security Technologies, (3), 49–55. (In Russ.) EDN: KVWIMB
- Volkova VN, Dudnik NA, Kazanetsev IM, Kundenok SB. Study of the effect of the preparation "Polyaminol" on the species composition of activated sludge. Far Eastern Federal University: School of Engineering Bulletin. 2024;(4):105–114. (In Russ.) https://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-4/105-114 EDN: ETRSNZ
Supplementary files










