Применение ультразвуковой установки как способ обеззараживания в технологической схеме очистки сточных вод мясокомбината

Аннотация: В данной статье рассмотрены основные штаммы сточных вод мясокомбината. Исходя из выявленных пагубных организмов в стоках, была рассмотрена технологическая схема отчистки и предложен способ ультразвукового обеззараживания. Приведен пример, таблица эффективности обеззараживания, а так же плюсы и минусы выбранного метода.

Ключевые слова: Escherichia coli, Enterococcus, Enterococcus faecalis, Salmonella typhi, Shigella dysenteriae, технологическая схема отчистки сточных вод, обеззараживание воды, ультразвуковое излучение.

Обеззараживание воды является заключительной стадией в очистке сточных вод. В настоящее время на промышленных объектах пользуются разными методами обеззараживания стоков. Благодаря им удается не только снизить потенциальную опасность выбросов, но и полностью ее ликвидировать [1].

Сточные воды предприятий мясной промышленности имеют высокую степень бактериальной обсемененности. В сточной воде мясокомбинатов можно выявить следующие микроорганизмы:

Escherichia coli. Грамотрицательная палочковидная бактерия, широко встречается в нижней части кишечника теплокровных организмов. Вызывает пищевые отравления из-за выделяемых ими токсинов[2].

Enterococcus. Грамположительные кокки, часто представлены парами (диплококки) или короткими цепочками, трудноотличимы от стрептококков по физиологическим характеристикам. Вызывают многие клинически важные инфекции, такие как: инфекции мочевыводящих путей, бактериемию, бактериальный эндокардит, дивертикулит и менингит.

Enterococcus faecalis. Может являться возбудителем различных инфекций: мочевыводящих путей, интраабдоминальных, органов малого таза, раневых, эндокардита. Фекальные энтерококки, наряду с энтерококками вида фэциум являются наиболее патогенными видами среди энтерококков.

Salmonella typhi. Подвижная грамотрицательная палочка с закругленными концами, хорошо окрашиваемая всеми анилиновыми красителями. Вырабатывает эндотоксин, патогенный только для человека. Возбудитель заболеваний человека, в том числе, брюшного тифа, паратифа, сальмонеллеза.

Shigella dysenteriae. Вид мелких грамотрицательных палочковидных бактерий. Является возбудителем бактериальной дизентерии.[2].

Для того чтобы предотвратить сброс в систему канализации пагубных организмов нужно усовершенствовать систему обращения отчистки стоков.

Стандартная технологическая схема отчистки состоит из стадии механической очистки и один или несколько физико-химических методов (к примеру, реагентная обработка и напорная флотация).[3] Если требования к очищаемой воде строгие, дополнительно применяют биологические методы доочистки и обеззараживание очищенной воды.

Схема № 1 (Технологическая схема отчистки сточных вод)

Изучив подробно все существующие методы обеззараживания воды, был выбран наиболее перспективный метод обеззараживания сточных вод — ультразвуковое излучение.

Ультразвук представляет собой упругие колебания частотой 20÷106 кГц. Особенность этого метода заключается в очень большой колебательной скорости при маленькой амплитуде, что и вызывает кавитацию уже при частоте 20 кГц и плотности потока энергии 0,3 Вт/см2. Разрушение мембран происходит при достаточно большой интенсивности ультразвука Облучение ультразвуком с интенсивностью 0,3×10 Вт/м (т.е. выше порога кавитации) используют для разрушения имеющихся в жидкости бактерий и вирусов. Так разрушают тифозные и туберкулезные палочки, стрептококки. Облучение ультразвуком с интенсивностью менее порога кавитации может привести к повышению жизнедеятельности клеток и к увеличению числа микроорганизмов, что вместо положительного эффекта приведет к отрицательному[4].

Ультразвуковое обеззараживание имеет ряд преимуществ, которые позволяют активно развивать и внедрять его на производстве.

1. Отсутствие зависимости от прозрачности и качественного состава воды — даже при полной нулевой прозрачности воды или жидкости, независимо от ее химического состава, ультразвук уничтожает микроорганизмы.

2. Неограниченный ресурс работы — если для производства излучателей используют малые потребляемые мощности (до 100Вт), то ультразвуковые приборы в состоянии работать в беспрерывном режиме многие годы.

3. Широкий диапазон воздействия ультразвука на исследуемый микроорганизм независимо от расстояния биообъекта.

4. Эффективность обеззараживания.

В таблице № 1 приведены данные эффективности обеззараживания микроорганизмов на примере кишечной палочки при изменении частоты ультразвуковых колебаний. Данные были получены опытным путём с использованием ультразвуковой ванны Сапфир 1,3 л.

Таблица № 1
(эффективность обеззараживания микроорганизмов на примере кишечной палочки при изменении частоты ультразвуковых колебаний)

Ультразвуковой метод отчистки сточных вод является наиболее перспективным. Когда необходима стационарная обработка большого количества жидкости ежедневно, а степень загрязнения велика, то нет ничего лучше, чем современная установка очистки воды ультразвуком. В таком оборудовании используются мембраны с мелкими порами. Они не пропустят химические соединения и биологические примеси, превышающие размерами молекулу воды. Чтобы предотвратить последующее вторичное заражение подобную систему дополнительно можно укомплектовать блоком с встроенной УФ-лампой.[5]

Список литературы

1. МГУПП. Сборник материалов конференции VIII Заочная научно-техническая конференция «Безопасность и качество продуктов питания. Наука и образование». Статья Мурашов И.Д., Печенюк Ю.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД МЯСОКОМБИНАТОВ, страница 112.
2. Ветеринарно-санитарный контроль продуктов питания на наличие энтеропатогенных бактерий Еscherichia coli серотипа О157Молофеева Н.И., Золотухин С.Н., Васильев Д.А. Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. 2012. Т. 1. С. 299-303.
3. Колесников, В. А.Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод/В. А. Колесников, Н. В. Меньшутин. — М.: ДеЛи принт, 2005. — 285 с.
4. Ультразвук. [Электронный ресурс]. Режим доступа: studopedia.ru/3_94584_ultrazvuk.html.
5. Отчистка и обеззараживание воды ультразвуком. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://vodopodgotovka-vodi.ru/ochistka-vody/ochistka-i-obezzarazhivanie-vody-ultrazvukom.