Кез-келген сүзгілердің құрылысы қарапайым болып келеді. Біртекті емес

Кез-келген сүзгілердің құрылысы қарапайым болып келеді. Біртекті емес

Биотехнологияда сүзгі аппараттары келесі мақсаттарда қолданылады:

• 
  дақылды сұйықтардан биомассаларды бөлу үшін;
  
• 
  құрамында биологиялық активті заттары бар ерітінділердің түсін өзгерту (осветления);
  
• 
  залалсыздандырып, сүзу үшін;
  
• 
  биологиялық активті затты ерітінділерінің тұнбаларын бөлу үшін.
  

Барабанды сүзгі- престің негізгі жұмысшы органы көлденеңінен орнатылған айналатын барабан болып табылады.

Барабан бірнеше секцияға бөлінген. Барабан бір рет айналу кезінде секциялары төрт зонадан өтіп шығады.

Барабан секцияларының сыртқы беті материалмен жабылып сырты сүзетін бельтинг талшығымен қапталған.

Барабанның айналу жиілігі 0,13 – 3 айн/мин дейінгі аралықта өзгеріп отырады. Арнайы цапфаға орнатылған үштірекпен, барабан айналысқа келеді. Барабан астында тұғырығы (поддон) бар. Сонымен қатар тербелетін араластырғышы және құйып отыратын науасы бар.

Барабанды сүзгінің жұмысы келесі түрде жүзеге асырылады.

Барабанды сүзгілерді тот баспайтын –берік болаттардан, сонымен қатар, пластмассалардан және сырты резинкамен қапталған материалдармен жасайды.

Осыған байланысты барабанды сүзгілерді температурасы 0⁰-тан 50⁰-қа дейінгі агрессивті суспензиялар үшін де қолдануға болады.

Дақылды сұйықтың суспензиясы қозғалатын таспаның үстіңгі тармағына келеді.Таспамен қозғалып вакуумды камерасынан өтеді. Сұйық құрамындағы қатты заттар таспа беттерінде қалады, ал сұйық фильтраты таспаның саңылаулары арқылы сүзіледі. Таспа ары қарай қозғалу арқылы таспа бетінде қалған тұнба жуылады.Осыдан жуылған фильтрат келесі вакуумды камераның сүзгісіне келеді. Қатты заттары ары қарай жылжып кептіріледі де, талшықтан пышақпен алынады және қабылдағыш шанағына түседі.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.

1. Флотатордың конструкциясы.

2. Флотатордың жұмыс істеу принципі

3. ВНИИ синтезблок флотаторы.

4. Эжекторлы-ағынды насос сұлбасы.

Флотация көбінесе:

• 
  Көп түрлі дрожжи өндірісінде дрожжиларды концентрлеу үшін;
  
• 
  Жиналған суды тазалау үшін қолданылады.
  

Ауа көпіршіктерінің қалқып шығуы негізінде, араласқан қабат пайда болады. Ол келесілерден тұрады:

• 
  дрожжилардың ауа көпіршіктерінен.
  
• 
  культуралды сұйықтық біраз мөлшерінен.
  

ол жоғарғы бөлігінде – бастапқы культуралды сұйықтан 4-6 есе көп дрожжилардың концентрациясы.

Биотехнологияда флотаторлардың қолдану келесілерге мүмкіндік береді:

• 
  сепараторлардың санын азайтуға;
  
• 
  өндіруге аз мөлшерде энергетикалық шығынды азайтуға;
  
• 
  технологиялық процестің үздіксіздігін қамтамасыз етуге.
  

К=С / С

Дрожжилы флотаторлар келесідей классификацияланады:

а) ауамен қанығу тәсілімен;

б) аппараттың конструкциясымен.

Ауамен қанығу тәсілі бойынша 3 топқа бөлінеді:

1 топ – флотациялау алдында бастапқы культуралы сұйықтың 0.7 мПа қысыммен ауамен, диаметрі 0.01-0.1 мм көлемдегі көпіршіктердің пайда болуына дейін қанықтырылатын аппараттар.

2 топ – көмекші құралдар арқылы диаметрі 1.0 мм дисперстелген ауа көмегімен берілетін аппараттар.

3 топ – электрофлотаторлар жатады. Оларға электроттар орналасады, оларды культуралды сұйыққа орналастырады, нәтижесінде оттегімен, диаметрі 0.05 мм ұсақ көпіршікті сутегі пайда болады.

Флотатор тұрығының жоғарғы бөлігінде химиялы көбіксөндіргішке арналған жинағыш ыдыс орнатылады.

Флотатордың түбкі бөлігінде өттелген культуралды сұйықтың шығуына арналған гидротығын бар.

Флотатордың жұмысы келесідей жүзеге асады:

- бастапқы культуралды сұйық алдын-ала ауамен қанығып, дрожжиөсіргіш аппараттан флотатордың I-секциясына келіп түседі.

- бұл секция флотатордың 2/3 бөлігін алады, яғни 225 шамасында және де одан 80% дрожжи алынады.

- келесіде сұйық II; III; IV; V секцияларға араласады.

- культуралды сұйықтың бір секциядан келесі секцияға өтуі болып тұратын қалқалар көмегімен жүзеге асады, яғни бөлгіш қалқалар аппараттың төменгі түбіне дейін жетпейді.

- бұл секцияларға қосымша аэраторлар арқылы ауа беріледі, ол 10.5 және 2% дрожжи алуға мүмкіндік туғызады.

- секциялардан келетін көбік ішкі стақанға келеді де механикалы көбіксөндіргіш арқылы сөндіріледі.

Эжекторлы-ағынды насос сұлбасы.

Культуралды сұйық қысым әсерінен келтеқұбыр арқылы соплаға беріледі;

Сопло арқылы культуралды сұйық қатты ағыс түрінде үлкен жылдамдықпен комбинирленген араластырғыш камераға бағытталады. Бұл камера: - коленадан

- конфузордан

- цилиндрлі мойыннан тұрады

Бұл камерада дрожжилы суспензияның ағыны құбырдан келетін ауамен араластырылады.

Бұл қоспа қатты ағыс түрінде диффузорға келеді де, ал осыдан сорғыш келтеқұбырға келеді.

Пневмомеханикалық флотатор.

Бұл флотаторлар жиналған су мен көп мөлшерде қоспа мен кір заттары бар технологиялық ерітінділерді тазалауда қолданылады.

Бұндай флотатордың бір түрі тұрығы төртбұрышты болып келеді.

Тұрықтың ішінде:

• 
  көбікалғыш, желоб.
  
• 
  қалақшалары бар қозғалмайтын статор.
  
• 
  айналатын жұмысшы дөңгелек-импеллер орнатылған.
  

Кір заттары бар жиналған су статор қалақшасымен айналатын жұмысшы дөңгелек-импеллер арасындағы алаңға беріледі.

Импеллер астында пайда болған зарядсыздану алаңына қарқынды түрде ауа сорылады да, сұйықпен бірге араласып кетеді.

Қоспа бөлшектері мен ауа бөлшектерінен пайда болған көбік, айналмалы көбікалғыш барабан арқылы желобқа лақтыролады.

Мұнда, яғни желобқа көбік бұзылып, қайтадан флотация және түссізденуге жіберіледі.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.

Дәріс жоспары.

1. ҚҚО-да микроағзаларды культивирлеуге арналған өсіргіш құрылғылардың классификациясы.

2. Микроағзаларды беттік өсіруге арналған үздіксіз барабанды құрылғы

Бұл құрылғы микробиологиялық өндірісте өсіргіш құрылғы д.а.

Өкінішке орай, ҚҚО-да микроағзаларды культивирлеу әдісі биотехнологияда кеңінен таралмаған.

Сұйық қоректік ортада (СҚО) микроағзаларды культивирлеу әдісімен салыстырғанда ҚҚО-да микроағзаларды култивирлеу әдісінің келесі артықшылықтары бар.

• 
  ферменттер биосинтезінің жылдамдығы 5-8 есе артық.
  
• 
  алынған дақылдың қатысты ылғалдылығы шамамен 40-50%, ал СҚО-да культивилеуде - 80-95%.
  
• 
  бұл жағдай келесі сатыларда, яғни концентрлеу (қоюлату) және кептіру кезінде энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді.
  

Қатты (шартты түрле) қоректік орталарғаа тамақ өндірісінің қалдықтарын, көбінесе:

• 
  сабанды, мақта, және күнбағыс қабықшаларын, жүгеріні картоп және қант қызылшасын өңдеуінен қалған қалдықтарын, богассаны және т.б. жатқызады.
  

Бұл аппарат үшін келесі құрастырмалы қасиеттер тән:

• 
  бұл өсіргіш аппараттық барабаны конусты-цилиндрлік формадағы айналатын мойынша (обечайка) түрінде жасалған.
  
• 
  конусты- цилиндрлік барабан 1 қуысы бар екі цапфа арқылы рамада орнатылған.
  
• 
  барабан Петрянов сүзгіші матасымен тартылған жүктеу люгімен 5 жабдықталған.
  
• 
  барабан жетек көмегімен айналады (сұлбада көрсетілмеген).
  
• 
  оң цапфа арқылы барабанға құбырөткізгіш 7 кіреді, ал:
  

• 
  сол цапфа арқылы барабанға екі тармаққа тармақталған құбыр 11 кіреді, ол буды және өсірілген дақылдың суспензиясын шығару үшін арналған.
  
• 
  бір тармақтың ұшында қалақшаларға 4 дірілдеу туралы хабар беретін металды штифтер 3 орнатылған.
  

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.

Дәріс жоспары.

1. Сұйық қоректі орталарда микроорганизмдерді кеңінен өсіруге арналған герметикалы ферментаторлар.

2. Механикалық араластырғышы бар барботажды ферментатор

3. Орталарды пневматикалық араластыратын ферментаторлар.
Ферментаторлар немесе культиваторлар деп, тікелей микроорганизмдерді өсіруге арналған апараттарды айтады.

Ферментаторлар микробиологиялық синтез алуда ең негізгі аппараттар болып табылады , шағын және ірі кәсіпорындарда кеңінен қолданылады.

Ферментаторлар бірнеше түрлеріне байланысты келесі түрде жіктелінеді:

1. 
   Өсіру (культивирования) әдісіне байланысты:
   
   0. 
      сұйық қоректі орталарда тереңінен өсуге арналған;
      
   1. 
      қатты қоректі орталарда беттік өсуге арналған.
      
2. 
   Өсіру циклінің құрылымы бойынша:
   
   0. 
      үздіксіз әрекетті;
      
   1. 
      үздікті әрекетті.
      
3. 
   Зарарсыздандырылуы бойынша:
   
   0. 
      герметикаландырылған ферментаторлар;
      
   1. 
      немесе герметикаландырылмаған ферментаторлар.
      
4. 
   Герметикалы аппараттардың конструкциялық ерекшелігі бойынша:
   
   0. 
      араластырғыштары және диффузорлары бар ферментаторлар;
      
   1. 
      айналдыратын аэраторлары бар ферментаторлар;
      
   2. 
      механикалы араластырғыштары бар ферментаторлар;
      
   3. 
      сыртында циркуляция жүретін контуры бар ферментаторлар;
      
   4. 
      колонналы ферментаторлар;
      
   5. 
      эжекционды жүйелі аэраторлары бар ферментаторлар.
      

Зарарсыздандыру арқылы аппаратты, құбыр жүйелерін бақылап өлшейтін және автоматты аспаптардың датчиктерін бумен зарарсыздандыру;

-- зарарсыздандырылған қоректі орталарды және егілетін таза дақылдарды

ферментаторға беру;

-- өсетін дақылдарға аэрациялауға (желдетуге) арналған

зарарсыздандырылған ауа беру.

Бұл ферментатор өндірістерде кеңінен таралған және конструкциясы өте

қарапайым болып келеді.

Ферментатордың корпусы тік цилиндрлі, мен түбі эллипс тәрізді жасалған

Аппараттың қақпағына келесі құрылғылар орнатылған:

-- араластыратын құрылғының жетегі және механикалы көбікбасқыш ;

-- сақтандыру құрылысы;

-- қоректі орталар, егілетін материалдар, көбікбасқыш, ауаның кіруіне және

шығуына арналған келте құбырлары;

-- көретін терезесі және жуатын головканы кіргізуге арналған люгі бар.

Орталарды пневматикалық араластыратын ферментаторлар.

Бұл ферментаторлардың сыртқы жағы орталарды механикалық араластыратын ферментаторларға ұқсас болып келеді, бірақ механикалық араластырғыш құрылғысы орнатылмаған.

Ферментатордың ішінде аэраторлау құрылғысы ретінде жалғауыш құбыры бар цилиндрлі түрде жасалған диффузор жабдықталған. Аэратор, яғни тозаңдатқыш құрылысы аппаратың остік бойына орнатылған.

Ауа қысымымен аэраторға кіреді де, қалақшалы бағыттаушының көмегімен ауалы-сұйық эмульсиясы иірімді қозғалыс жасайды.

Эмульсия ішкі тұйық контурымен үздіксіз циркуляция жасайды:

-- бірінші, цилиндрдің үстіңгі жиегінен өтеді;

-- екінші, аэратордың сыртқы жағымен және аппараттың ішкі

қабырғасы арасындағы сақиналы кеңістікпен өтеді;

-- үшінші, жалғауыш құбыр арқылы қайтадан үстіне қарай көтеріледі

Осы ферментатордың конструкциясына ұқсас пневматикалы араластыратын шарты ферментаторлар (шары бар аппарат) және ауаны фарсункамен беретін ферментаторлар бар.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.

1. Лефрансуа ферментаторы.

2. Өздігінен соратын араластырғышы бар ферментатор.

3. Интенсивті масса алмастырғышы бар ағысты ферментатор.

Қурылысы бойынша бұл ферментаторларды микробиологиялық талдауда қолдануға болады.

Бірақ та негізгі айырмашылығы мынада:

• 
  булы
  
• 
  үрленген
  
• 
  немесе басқа қорғау орны – болмайды. Мұнда жабайы микрофлораға ферментатордың ішкі қуысында инфицирлену жүреді.
  

• 
  айнамалы біліктер,
  
• 
  келте құбыр, жең.
  

• 
  сулы (гидролизді) – дрожжилы өндірістің ферментаторына.
  
• 
  герметикалық үрдісіне талаптар төмен, антибиотик, аминқышқылдары, ферменттер.
  
• 
  басқа да микробиологиялық талдау өнімдерінің өндірістік ферментаторларына қарағанда.
  

Қолданылатын ауа бөлгіш жүйелі ферментатор (барботер, бүркігіш) ауаның электрэнергиясының шығынын көп мөлшерде қажет етеді. Осыған орай ауаның энергияның шығынын азайту үшін механикалық циркуляциялық жүйелі - әр түрлі қурылысты ферментаторлар жасалған.

Мұндай аппараттарда үлкен ауалы ағыс ортасының аэрациясының орнына жіңішке ауалы ағыс аэрациясы қолданылады. Ол мұнадай:

• 
  біріншіден, аэрация үрдісін жақсартады,
  
• 
  екіншіден, ауа шығынын азайтады.
  

• 
  цилиндрлі вертикальды аппарат;
  
• 
  аппараттың ортасында оны екіге ішкі сыртқы бөлікке бөліп туратын диаметрі 1,2 м биіктігі 3,0 м болатын тік цилиндр (3) орналасқан;
  
• 
  сонымен қатар бұл цилиндр жылу алмастырғыш ретінде қолданылады;
  
• 
  ферментатордың ортасында сондай-ақ диаметрі 200 мм толық білік орналасқан, оның жоғарғы бөлігіне ауа жіберіледі;
  
• 
  білікке электроберіліс орналытған;
  
• 
  біліктің келесі ұшында бөлгіш жәшік орналасқан, одан 5 иілген құбыр сегнерлі сақина (4) түзеді;
  

Бұл ферментаторда интенисвті масса алмасумен ағысты әдісте қолданылады.

Ол келесідей жұмыс істейді:

• 
  Ортадан тепкіш сораппен сұйық вертикальді ферментаторға жиналады;
  
• 
  Ол сұйық ферментатор шихтысының қабырғасымен төмен ағады, сақиналы ағын түрінде;
  
• 
  Шахтының төменгі ұшында алғашқы сақиналы турбулизирленген сұйық ағыны құбыр қимасына батырылады, одан ағыс түрінде ағады;
  
• 
  Будан төменгі қысым туады;
  
• 
  Шахт басындағы тесік арқылы төменгі қысымды ауданда ауа сорылады;
  
• 
  Бунда ауа сұйықпен гомогенді қоспа түзеді;
  
• 
  Аэрирленген сұйық еркін ағыс түріндегі кинетикалық энергия қоры арқылы ферментатор түбіне дейін жетеді;
  
• 
  Осы кезде культуральді сұйықта турбулентті өріс пайда болады;
  
• 
  Газ көпіршіктері, ферментатор түбінен жоғары көтеріліп, турбуленттік өріске қайта келеді.
  

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.
Дәріс 12. Биотехнологияда қолданылатын сепараторлар.
Дәріс жоспары.

1. Сепаратордағы барабанның принциптік құрылғысы

2. Бактерияны бөіп алуға арналған сепараторлар.

Сепарирлеу қолданылады:

• 
  нан және желе ашытқыларын концентрлегенде;
  
• 
  эмульсияны бөлгенде;
  
• 
  булағыш аппараттары мен ультрафильтрациялық құрылышарды концентрлеу алдында биологиялық активті заттардың ерітінділерін түссіздендігенде (тазалауда).
  

1. 
   Бөлгіштер – эмульсияны болу үшін, яғни 2 бірдей ерімейтін суйықтықтарды (мысалы, су және парафин).
   
2. 
   Тазалағыштар – қатты фазаны суспензиядан болу үшін (мысалы, суйықтықтан микробиологиялық суспензияның тасуша ларын).
   
3. 
   Тазалағыш – бөлгіштер – роторды жинауда тазалағыштар және бөлгіштер ретінде жұмыс істеу үшін.
   
4. 
   Қоюлатқыштар (концентраторлар) – эмульсияны сепарирлеу кезінде коллойдтық немесе өлшенген компоненттерінің концентрацияларын жоғар латумен бірге өнімді бөлу үшін.
   

Ротордан тұнбаны (қатты фазада) жою әрісі бойынша:

1. 
   Ротор тоқтағанда тұнбаны қолмен түсіретін сепараторлар.
   
2. 
   Ортадан тепкіш поршендік тұнбаны үздікті түсіру сепараторлары (өздігінен түсіретін).
   
3. 
   Тұнбаны үздіксіз ортадан тепкіш түсіру сепараторлары (соплалық сепараторлар).
   

1. 
   Ашық сепараторлар.
   
2. 
   Жартылай жабық (жартылай герметикалық) сепараторлар.
   
3. 
   Жабық (герметикалық) сепараторлар.
   

Сепаратордағы барабанның принциптік құрылғысы

а) бөлгіш-сепаратордағы барабанның сұлбасы

б) тарелкаұстағыш

в) аралық тарелка

г) бөлгіш тарелка

Барабан электродвигательдің фрикционды ортадан тепкіш муфта және винттік біріліс арқылы айналады. Ол оның айналу санын 5000 мин^-1 дейін жоғарлатады.

Бактерияны бөліп алуға арналған сепараторлар.

• 
  Бұл сепараторларды бактофугтар деп те атайды.
  

• 
  ферменттік, витаминдік, бактериялық препараттарды, аминқышқылдарды және медикалық антибиотиктарды.
  

• 
  герметикалы, жоғары жылдамдықты соплды сепаратор;
  
• 
  түссіздіндіргіне түрінде құралған;
  
• 
  суыту үшін жейдемен жабдықталған;
  
• 
  және концентраттық деарациясымен бактерияны устауға және қабылдауға арналған циклоннан құралған.
  

• 
  фрикциондық муфтасы бар колденен орналасқан біліктен және винттік бірілісі бар буынтық және тормозы бар станидан;
  
• 
  сіңу насосымен винттік доңгелегі бар тік орналасқан біліктен;
  
• 
  тік орналасқан ойық біліктің үстіңгі бөлігінде тарелкоұстағышы бар барабан және тарелкалы пакет орнатылған;
  
• 
  бактофуганын барабаны периферияда орнатылған екі сопламен жабдықталған;
  
• 
  бастапқы сұйық тарелканы пакетке білік арқылы барабанға астыдан үстіге беріледі;
  
• 
  қатты бөлшектер (бактериялар) ротор қабырғаларына бағытталады және сопла тесіктері арқылы сұйықтың біраз бөлігімен үздіксіз түсіріледі;
  
• 
  сепарирленген сұйықтың негізгі бөлігі бактофуганың барабанынан үстіңгі келте қубыр арқылы жойылады.
  

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.

• 
  кері осмос;
  
• 
  микрофильтрация;
  
• 
  ультрафильтрация;
  
• 
  диализ;
  
• 
  электродиализ;
  
• 
  мембрана арқылы булану;
  

Бұл процестер мыңдаған жыл эволюция кезінде табиғатта тірі организм клеткаларында түзілген жартылай өткізуін мембрана көмегімен бөлудің әмбебап және жетілген әдісіне ұқсас.

Мұндай мембраналарға жасуша және сыртқы орта арасында зат алмасуы жүретін жануар және өсімдік жасушаларының қабықшалары мысал бола алады.

Мембраналық процестер жұмсақ технологиялық режимдеуде өтеді. Бұл мобильді (тұрақты) заттармен жұмыс істеуде маңызды мембраналық процестер бір уақытта мыналарды жасауға мүмкіндік береді:

• 
  тазалық;
  
• 
  ерітінділерді концентрлеу;
  

• 
  фазалық өзгерістерсіз;
  
• 
  жылусыз;
  

Мембраналық әдістер арқылы жоғарғы дәрежелі концентрлеу (250 есеге дейін) және 50% дейін концентраттар алуға болады.

Мембраналық құрылғылардың келесідей артықшылықтары бар:

• 
  конструкциясының қарапайымдылығы;
  
• 
  үлкен емес габариттер;
  
• 
  автоматиацияның ең мүмкіндігі;
  
• 
  экономдылық;
  

Кері осмосқа қолданылатын молекулалар мынаған қабілетті:

• 
  2,5 нм мөлшердегі молекулаларды ұстап қалуға;
  
• 
  бірақ бұл кезде қысым жеткілікті жоғары болу керек (4-10 Мпа-дан жоғары).
  

• 
  ерітінділерді дайындау және алдын-ала тазарту керек;
  
• 
  концентрациялық поляриацияның, яғни мембрана бетінде ерітілген заттың жоғары коанцентрациясының пайда болуы;
  
• 
  канализацияға түсер алдында тазалауды және утилизацияны қажет ететін перматтың жеткілікті мөлшерінің түзілуі;
  
• 
  (Перлиат – кері осмос кезінде мембрана арқылы өткен сулы ертінді)
  
• 
  мембраналардың бөлшектік қабілетін келесі схемадан көруге болады;
  

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.
Дәріс 14. Модуль типі ультрафильтрационды құрылғылар.
Дәріс жоспары:

1. УКФ-15/20 ультрафильтрационды қондырғы сұлбасы.

2. Жұмыс істеу принциптері
Бұл құрылғының ерекшілігі – олардың конструкциясында модульға жиналған мембраналарды уақытында ауыстыру мүмкіндігі бар.

Нәтижесінде қызмет көрсету жеңілдейді, селективті мембраналарды орнатуда ауыр жұмыстар болмайды.

Осындай құрылғының бірі - УКФ – 12/20 құрылғысы. Ол үздіксіз әрекетті және ерітінділерді концентрлеуге арналған.

УФ – 15/20 құрылғысына кіретіндер:

Цилиндрлі тұрығы екі жағынан қақпақтармен герметикаланған мембраналық аппарат;

Корпуста бағыттаушыларға жайпақ рамалы типті екі модуль орнытылған.

Модуль жайпақ фильтрлеуші элементтер пакетінен тұрады;

Пакет пермеат әкетуге арналған каналдары бар ернелік (фланец) тартпа (стыжка) арасында қосылып тұрады;

Пермеат сыртқа аппарат тұрығында орналасқан слйктер (нипель) арқылы шығады.

УКФ-15/20 ультрафильтрационды қондырғы сұлбасы.

Құрылғы келесідей жұмыс істейді:

Шығын ыдыстары 1 жұмысшы ерітінді циркуляционды сораппен 2 бір алдын-ала

Фильтр 3 арқылы мембраналық аппаратқа 4 бағытталады.

Мұнда концентрлеу немесе тазалау процесі жүреді.

Содан еретінді мембраналық аппараттан жылуалмастырғышқа 6 бағытталады.

Содан соң жүйедегі қысымды реттеуге арналған кедергіш винтиль 5 (дроссель) арқылы пермеат шағын ыдысқа 1 қайта оралады.

Концентрлеу деңгейі шығынды сұйықтықтың көлемінің азаюымен анықталады.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.
Дәріс 15. Ультрафильтрациялы мембраналар
Дәріс жоспары

1. Ультрафильтрация процесі

2. Мембрана селективтілігі

Олар кеуекті анизатропты ацетатцеллюлозалы екі қабатт қабықшадан (пленка) жасалады;

• 
  1-қабат - 0,25 мкм қалыңдықтан тұратын жұқа беткі қабат;
  
• 
  2-қабат – 100мкм қалыңдықтан тұратын микрокеуекті негізден тұратын қабат;
  

• 
  кеуекті төменгі негіз;
  
• 
  тығыз беткі қабатқа негіз болады.
  

Активті қабаттың кеуектерінің өлшемі зат концентрациясының дәрежесін анықтады.

Ультрафильтрация процесі екі теориялық позиция тұрғысынан түсіндіріледі:

• 
  1 жағдайда ультрафильтрация заттың молекулярлық массасына тәуелді әр түрлі диаметрдегі кеуекті капиллярлар арқылы өту болып табылады.
  
• 
  2-жағдайда етірінді заттары мембрана материалы арқылы онда алдын-ала ерігеннен соң ғана диффундирленеді.
  

Мұндай өнеркәсіптік ультрафильтрационды мембраналарды «Владипор» типті целлюлоза ацетатынан жасайды.

Олар бір-бірінен былай ерекшеленеді:

• 
  Кеуек диаметрімен (2,1 – ден 60-70 км жоғары);
  
• 
  Селективтілігімен (яғни таңдаулылығымен) және өтімділігімен;
  

Мембрана селективтілігіне молекулалық массадан басқа стерикалық фактор да әсер етеді. Ол мыналарды сипаттайды:

1. 
   Концентрленетін зат молекуласының кеңістіктік құрылымын;
   
2. 
   БАЗ –ң агрегациялық (яғни іріленуге) қабілеттілігі.
   

Полимерлі талшықтар.

Мембраналық процестерде болашақта қолданылатын селективті материалдарға қуыстары бар (полые) полимерлі талшықтара жатады.

Олар 20-100 мкм диаметрлі капиллярлардан және 10-50 мкм қалыңдықтағы кеуекті қабырғадан тұрады.

Олар полимер балқымасын арнайы фильтрлар арқылы сығу жолымен түзіледі.

Оларға материал ретінде мыналар қолданылады:

Араматты полиамидтер;

Фенилон;

Талшықтар жиынтығы.

Бетті 30000 м ² жеткізе отырып, ультрафильтрационды аппараттың ішкі элементіне бекітіледі;

35 мм диаметрлі түтікшеге 28 млн. данаға жуық талшық орналастыруға болады.

Бұл кезде өнімділік 1 м³ шыны көлеміне 175 м³ дейін сулы ерітіндіге жетеді.

Қуысы бар (полые) талшықтар артықшылғы:

Жоғары тығыздықты қаптауы бар бөлгіш элементтерді жасау мүмкіндігі;

Құрғақ күйінде тасымалдау және сақтау;

Жоғары қысымға шыдау қабілеттілігі ;

Оның кемшіліктеріне жататындар:

Қақымдалған талшықтарды табу және ауыстыру қиындығы;

Қуысы бар (полые) талшықтар

Целлюлозаның материалдан жасалмаған қуысы бар талшықтар диаметрі 0,2 мм болатын жұқа түтікше болып келеді.

Талшықтар 1000 даналық жинаққа (пучек) жиналады да, мөлдір пластикалық гильзаға герметикалық түрде қойылады.

Мембраналық аппараттар түрлері.

Биотехнологияда мембраналық аппараттардың 4 негізгі түрлері қолданылады:

1. 
   Жайпақ фильтрлеуші элементі бар аппараттар (жайпақ рмалы)
   
2. 
   Түтекшілі фильтрлеуші элементтері бар аппараттар
   
3. 
   Рулонды фильтрлеуші элементтері бар аппараттар
   
4. 
   Куылы бар талшықтар түріндегі селективті мембраналары бар аппараттар.
   

Рулон типті аппараттарда

• 
  бір немесе бірнеше мембрана 3;
  
• 
  дренаж 4 және сүзгі – сепоратор арқылы байланысқан;
  
• 
  фильтреуші материалдың бір жағы фильтратты 1 жету түтікшесіне герметикалық бекітілген;
  
• 
  барлық материал осы түтікшеге рулон 2 түрінде оралады;
  

• 
  фильтрат шығу үшін арналған дренажды қондырғысы бар тіреуіш пластиналар екі жағынан селективті мембраналармен қапталған,
  
• 
  және пакетке жиналады;
  

Жайпақ рамалы аппарат артықшылықтары:

• 
  жинақ қарапайымдылығы;
  
• 
  жұмыстағы сенімділік;
  

• 
  бөлінетін ерітіндінің мембрана аралық каналдарда бірқалыпты емес таралуы;
  
• 
  қаптаудың төмен тығыздылығы және жоғары материал сыйымдылығы.
  

• 
  Тоғыздан;
  
• 
  Екінші саты – алтыдан;
  
• 
  Үшінші саты – үш блоктардан.
  

• 
  Бірінші сатыда 3 параллель ағын бар;
  
• 
  Екіншіде – екі;
  
• 
  Үшіншіде - бір;
  

Процесс кезінде:

• 
  Саты сайын перменат мөлшері азаяды;
  
• 
  Концентрат мөлшері көбейеді.
  

Құрылғы пермеат және концентрат шығыны қатынасы реттейтін автоматталған жүйемен қамтамасыз етілген. Бұл конценрлеудің берілге қысқалылығына байланысты концентрат сараптауын үздіксі реттеуге мүмкіндік береді.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

Ұсынылатын әдебиет:

1. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е., Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987-398 с.

2. Боротников И.В., Босенко А.М., Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982-288 с.

3 ПРАКТИКАЛЫҚ САБАҚТАР ТАҚЫРЫПТАРЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚЫСҚАША МАЗМҰНЫ

Әр практикалық сабақтың дайындалуын тақырыптың негізгі ережелерінің қайталауынан бастау қажет және бақылау сұрақтарына жауап беру керек.

Оқулықпен жұмыс істеу кезінде қарастырыл отырған тақырып бойынша есептерді шешу қажет. Есептерді өз бетімен шешу керек, себебі осы кезде алған теориялық білімдері жақсы меңгеріледі және бекітіледі.

Барлық талап етілген есептерді өз бетімен шығару, одан кейін оқулықтарда және оқу әдістемелік нұсқауларында шығарылып көрсетілген есептерге талдау жасау өте пайдалы

Типтік есептерді біз аудиториялық практикалық сабақтарда шешеміз. Үй тапсырмаларын орындау кезінде туындаған сұрақтарға студенттердің оқытушы қол астындағы өздік жұмысы (ОСӨЖ) кезінде жауап беремін.

Қарастырылатын материалдарды толық меңгеру үшін әр тақырып бойынша қысқаша конспект жасау керек, оған негізгі анықтамаларды, барлық формулаларды және олардың ішіндегі шамалардың физикалық мәнін талдау жасай отырып жазу керек.

Әр тақырыптар бойынша есептердің шешімдерін және барлық жазбаларды лабораториялық сабақтарға арналған жеке дәптерге жазу керек.

Өздеріңіздің өз бетімен дайындалған материалдарыңыз одан әрі емтихан алдындағы пәнді қайталау кезінде үлкен көмекші құрал болып табылады, сонымен қатар іс жүзінде анықтама ретінде пайдаланылуы мүмкін.

4 СТУДЕНТТІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫ

Әдістемелік ұсыныстар

Әрбір студентке пәнді оқу барысында жеке үй тапсырмалары беріледі. Үй тапсырмалары пәннің негізгі бөлімдерінің барлығын қамтиды және теориялық білімдері қандай деңгейде меңгерілгенін және сол теориялық білімдері практикалық есептерді шешуге қолдана алатындығын көрсетеді.

Әрбір тапсырма А4 формат беттерде орындалу және есептеу жұмыстарына қойылатын талаптарға сай рәсімделіп жазылуы қажет. Өздік жұмыс анық жазуымен жазылу керек. Есептеу - графикалық жұмыстың сыртқы бетінде студенттің аты-жөні, мамандығы, курсы, тобы, вариант номері және тапсыру уақыты көрсетулі керек.

Есептерді шешу кезінде оларға қысқаша түсініктемелер беріледі, есептерде қолданатын барлық формулар міндетті түрде көрсетіледі және қажетті сызбалады масштабын ескеріп орындалады. Үй жұмысының соңында пайдаланылған әдибеттерге сілтеме жасау қажет.

Тапсырмаларды орындауды оны тапсырудың соңғы күніне қалдырмаңыз. Өкінішке орай кебір студенттер солай жасайды. Сізге бұл жағдайда күрделірек есептерді шешу кезінде қиыншылықтар туындайды.

Егер сіз тапсырма жұмыстарын орындағанда белгіленген графикті ұстансаңыз, есептерді шешу кезінде туындаған сұрақтарға ОСӨЖ өткізу кезінде жауап бере аламын.

Тұрмыстық өндірістік судың тазалануы мен экологиялық тазартқыш жабдықтың мінездемесі

Табиғи пайда болуына тәуелді ағынды су негізгі үш категорияға бөлінеді: тұрмыстық, өндірістік және ағынды. Бұл су категориялары бір – бірінен құрамы, биологиялық белсенділігі, гигиеналық мағынасы, тазалау әдістерінің талаптарының әртүрлілігінде айырмашылықтары болады.

Өндірістікке технологиялық процесс кезінде кірлеген ағынды сулары жатады. Олардың құрамы әртүрлі және олар өндіріс түрінен, ондағы қолданылатын технологиялық процес пен жабдықтан тәуелді болады. Өндірістік ағынды судың мөлшерін шығарылатын өнім бірлігіне енмесе шығындалған шикізат бірлігіне қатысты бөлінетін су шығынына қарап білуге болады.

Ағынды суды шығарудың үш жүйесі бар: қоғамдық, бөлінген және жартылай бөлінген канализация жүйесі. Бөлінген канализация жүйесін қолданады, бұл кезде айдау алдында тұрмыстық және өндірістік су қоспалары қаланық тазарту орындарына, ал жауын – шашынның ағынды сулары жеке су ағызу коллекторымен су жинағына айдалады.

Ағынды су күрделі органикалық және минералды ластанудың еріген коллойдты және ерімеген күйіндегі күрделі жүйелерден құралады. Органикалық және бейорганикалық ластанудың компоненті коллоцдты және ерімеген күйінде ірі және жұқа дисперсті суспензия, эмульсия және көбік түзеді. Қалалық ағынды сумен олардағы ластану концентрациясын негізінен суды қолданушы мөлшерімен. өндірістік ағынды су құрамымен анықтайды. Ағынды судың ластануы жыл мезгілі, жұманың күндерімен және тәулік сағатымен бақыланады. Бұл өзгерістер адамдардың белгілі уақыттағы тұрмыстық және өндірістік қолдануына байланысты.

Ағынды судың ластануы минералды, органикалық және бактериялық болып бөлінеді. Минералдық ластануға құм, саз, шлак, минералды тұздар ерітіндісі, қышқыл және сілтілермен ластануды жатқызамыз. Ал, органикалық ластану өсімдіктер мен жануарлар әсерінен болады. Ағынды суда патогенді бактериялар мен белгілі қауіпті және өте қауіпті ауруларды қоздыратын вирустар болады.

Ағынды судың коллойдты және ерітілмеген ластануы олардағы май, белок, көміртегі, хлорид құрамымен анықталады.

Ағынды судың органикалық заттармен ластану дәрежесін аэробты бактерия көмегімен органикалық заттарды ашытуға қажетті оттегі мөлшнрімен анықталады.

Органикалық заттар минерализаторына қажетті оттегі шығынын – оттегінің биохимиялық тұтынуы деп атайды. ОБТ өлшем бірлігі мг/л мен г/м.

Ағынды судағы органикалық заттардың құрамының толық бағасын химиялық көміртегінің қолданылуы анықтайды.

Оттегінің химиялық тұтынуы – минералды өнімдердің ашуының соңына дейінгі қажет ағынды судың органикалық заттарының химиялық тотығуына қажет оттегі шығыны.

Ағынды судың басқа да негізгі сипаттамасы болып белсенді реакция – рН болып табылады. Өндірістік және тұрмыстық ағынды сулар сілтілік реакциямен рН = 7,2 ... 7,3 сипатталады.

Өлшенген бөлшектер құрамы ( ӨБҚ ) – ағынды судың негізгі көрсеткіштерінің бірі . ӨБҚ және ӨБТ бойынша тұндыру орнын және пайда болған тұнба мөлшерін анықтайды.

Өндірістік және тұрмыстық ағынды судағы өлшенген заттардың концентрациясы 100 – 1000 мг/л шегінде болады.

Сонымен қатар ағынды судағы азоттық форма мен фосфор құрамын анықтайды, олар ағынды судың биологиялық тазартуын қамтамасыз ететін , микроорганизмдердің негізгі биогенді азықтану элементі болып табылады.

Ағынды суда тазартуға дейін азоттың тек екі-ақ формасы болады – жалпы және амонилі. Азоттың қышқыл формасы тек биоашытқыш - аэротеноктан кейін және биофильтратты тазартқаннан кейін пайда болады. Ағынды судағы аммонилі азоттың концентрациясы оның өндірістік – шаруашылық ластануының көрсеткіштерінің бірі. Ағынды суда неғұрлым аммонилі азот аз болса , соғұрлым ол тазарақ болады.

Өндірістік жағдайдағы ластанудың негізгі бөлігі өндірістік тазарту орындарында тоқтатылуы керек. Бұл талап қалалық ағынды суды тазарту кезіндегі қауіпті тежеумен түсіндіріледі.

Санитарлық талап бойынша ағынды суды кәдімгі жағдайда тазарту жүргізілмейді , сондықтан тазартуды арнайы жерде жасанды жағдайда орындайды.

Барлық ағынды суды тазарту әдісі үш типке бөлінеді : механикалық , химико – физикалық , және биологиялық. Ағынды сулардың бактериялық ластануын ликвидациясы үшін оларды зарарсыздандыруын қолданады.

Механикалық тазарту. Ағынды судағы ерімеген заттарды тұндыру, фильтрлеу және процеживания жолымен бөліп алу.Механикалық тазартуда торлар, песколовкалар, тұндырмалар, жироловкалар, нефтеловушкалар, майбөлгіштер, гидроциклондар , фильтрлер қолданылады. Торлар ірі қоқымдарды ұстау үшін қажет (қағаз, мата және т.б.). Песколовкалар ерімеген минералды қосылыстарды ұстау үшін қажет (құм , шлак ,шыны ұсақтарымен және басқалар). Тұндырмаларды ағынды суды ұсақ бөлшектерден тазартуда қолданады. Ағынды суларды ұсақ жұқадисперсті бөлшектерден тазарту үшін тор , мата немесе зернистый материал қабатымен фильтрлеу қолданылады.

Механикалық тазарту құрылысы бөлек фракциялар арасындағы тығыздық әртүрлі әсер ету принціпінде жұмыс істейді. "ТӨПА" курсында қарастырылатын инженерлік есеп, барлық берілген құрылғылар гидромеханикалық аппараттарға жатады.

Көп жағдайда механикалық тазарту физико – химиялық немесе биологиялық тазартуға дейін қолданылады .

Тазартудың физико–химиялық әдісі өндірістік ағынды су үшін қолданылады.Мұндай әдістерге: коагуляциялау, нейтрелдеу, экстрагирлеу, сорбция, электролиз және басқалары жатады. Коагуляциялау нәтижесі кезінде ағынды суға ерімеген тұрыпқалған заттар мөлшері артатын, бөлшектерді күшейтетін реагент қосады. Электрлік әдіс негіздерінің бірі болып ағынды су арқылы тұрақты электр тогын өткізу болып табылады. Бұл кезде пайда болатын және ерітіндімен суда орналасқанэлектролит иондары анод пен катодқа қосылып жаңа қосылыстар түзеді. Бұл жаңа қосылыстар болашақта реагент ретінде әсер етеді.

Ағынды суды тазартудың биологиялық әдісі. Ағынды суда жұқа суспензия , коллоид және ерітінді түрінде болатын, микроорганизм тіршілігінде органикалық заттарды тотықтыруға және минерализациялауға қабілетті болып негізделген әдіс. Бұнымен қоса тотықтырғыштармен ортақ атауы бар аппараттар қолданылады.

Ағынды суды тазартудың биологиялық дәісіне қолданылатын аппараттарды негізгі екі түрге бөледі :

1. 
   Тазарту шынайы түрде жақын жасалған шарт бойынша жүретін мекеме (сооружение).
   
2. 
   Тазарту жасанды жасалған шартта жүретін мекеме.
   

Өз кезегінде бірінші мекеме түрін екі мекемеге тазартылатын ағынды судың фильтрлеуі жүретін және шынайы бассейнді келтіретін деп бөледі.

Жасанды шартта жүретін ағынды судың биохимиялық (биологиялық) тазартуына фильтрлер және аэротендер қолданады. Бұл мекемелерде тазарту процесі жасанды жағдайдағыға қарағанда әлде қайда қарқынды жүреді. Барлық керекті тазартудан өткен ағынды суды су қоймасына жіберер алдында, бактериялы ластануын жою үшін дезинфекциялайды (зарарсыздандырады).

Ағынды суды кез – келген әдіспен тазартса да біріншілік тұнбада ерімейтін заттардың қалдықтары пайда болады. Бұдан басқасы биохимиялық тазарту нәтижесінде екіншілік тұнба кезінде бөлінетін қалдықтардың көп мөлшері пайда болады. Қалдықтар сумен қатты араласып кеткен қатты заттардан құроалады. Берілген қалдық санитарлық жағдайда өте қауіпті және жағымсыз иісі болады. Қалдықтарды олардағы органикалық заттар мөлшерін азайту үшін және оған жақсы санитарлық көрсеткіш беру арнайы мекемелерде анаэробты бактериялар әсеріне тап болады.

Мұндай мекемелерге: септиктер, екі қабатты тұнба, метантенкалар жатады.

Бірінші екі түрі бір мезгілде екі тапсырманы орындайды: тұндыру жолымен ағынды судан ерімейтін заттарды бөліп алу және пайда болған қалдықты зарарсыздандыру.

Метантенкалар қалдықтарды зарарсыздандыру үшін дайындалған.

Ағынды суды тазартуға арналған аппараттарды: ластанған сұйық олардан бірінен соң бірі кезек – кезек өтетіндей етіп орнатады.

Ағынды суды алдын–ала рет–ретімен торлар мен песколовкалардан өтеді.Содан кейін қатаң тазартудан өткен соң биологиялық фильтр арқылы біріншілік тұнбаға түсіп , одан әрі тұнба метантенкаға ашу үшін түсіріледі. Ашыған тұнба ары қарай механикалық зарарсыздандыру үшін құрылғыларға жіберіледі. Зарарсыздандырылған тұнбаны штабельге салып тыңайтқыш ретінде егістікке әкетеді. Жер асты су ағынды судың жалпы тасқынына қосылып дезинфекцияға тап болады.

Торлар. 1 сурет . ағынды судағы қалқымалы ірі қосылыстарды ұстау үшін қолданылады. Тазрту орындарының алдында тор прозорларының жалпақтығы әдетте 16 мм құрайды. Торлар қозғалмайтын және совмещенные с дробилками болып бөлінеді. Ең көп қолданылатыны қозғалмайтын торлар . Қозғалмайтын тор ағынды су қозғалшысының жолына қойылған ішіне параллель стержень металл рамадан тұрады.

Песколовкалар. Сурет. 2. ағынды судан ауыр минералды қосылыстарды бөліп алу қолданылады. Песколовкаларды тұнба алдында орнатады. Песколовкалрда минералды қосылыстармен қатар құмға ұқсас органикалық қосылыстар туындысы болып келетін әртүрлі заттар тұндырылады. Песколовкалрды ағынды су шығыны 100 мі/с болған жағдайда орнатады. Песколовкалрды тұнбада минералды және органикалық қосылыстар бірге бөлінетін кезде , тұнбадан тұндырманы бөліп алу қиындайды және оның метантенкада ары қарай ашуы кезінде қолданады . Судың қозғалысына байланысты песколовкаларды тік , көлденең және айналмалы ( вращательный ) деп ажыратады.

Error: Reference source not found

Эксплуатация зерттеулерінің көрсеткіші бойынша, ағынды судың құм және басқа минералды қосылыстардан жоғары тиімді тазаруы судың тура сызық бойымен қозғалатын көлденең песколовкаларда болады. ( 4 сур. қара).Аппарат (соооружение) басында орналасқан, приямка түбінде тұнып қалған құмдар қозғалады.

Песколовкадағы қозғалыс жылдамдығы анықталған шегінен шықпауы керек.Көлденең песколовкадағы жылдамдық максимальді ағын ( приток ) кезінде 0,3 м/с артық емес. Ал минимальді ағында 0,15 м/с аспайды. Тік песколовкалар үшін кіретін ағын жылдамдығы 0,035 м/с артық болмауы керек.

Осы жылдамдықтарда ағынды судың ұзақтылығы көлденең песколовкларда 30 – 60 секундты, ал тіктерде – 2 ... 3,5 минутты құрауы керек.

Аэрируемый песколовкаларды қолдану кезінде құрамында органикалық қосылыстарс аз құмды ұстау эффектісі әлде қайда жоғары. Мұндай песколовкаларды ұзартылған резервуар түрінде жасалады. Бір қабырғадан алысырақ аэроторлар құралады , ал олардың астына құм алу үшін лоток бекітеді.

Тұнбалар.(Тұндыру процесі мен тұнбалар туралы "ТӨПА" курсында қарастырылған ). Тұндыру ағынды судан ірі дисперсті қосылыстарды бөліп алу үшін кең қолданылатын және қарапайым әдіс. Тұндыру дисперсті орталардың бөлшектерінің тығыздығына және дисперстеоген орта бөлшектеріне негізделген.

Әртүрлі сұйық орталарға жататын ағынды су құрамына кіретін қалқымалы және батпалы фракцияларды тұндыру арқылы бөліп алады. Технологиялық тазарту жобасында тұнбаларды белгілеуге тәуелді оларды біріншілік және екіншілік деп бөледі. Біріншілік тұнба деп мекеме алдындағы ағынды суды биохимиялық тазарту үшін , екіншілік - билогиялық тазартудан кейін ағынды суды түссіздендіру үшін құрылған тұнбалар . Өндірістік сығынды суларды тазарту үшін үздіксіз әсер ететін сұйықтық қозғалысы баяу тұнба қолданылады.

Қозғалыс бағытына қарай ағынды су тұнбалары үш топқа бөлінеді : көлденең , тік және радиальді. Тұндыру ұзақтығы 1,5 – 2 сағат құрайды. Тік тұнбаларды жер асты суларының дәрежесі төмен болғанда және тазарту орындарының өндірісі 10000 мі/тәу – ке дейін болғанда қолданылады.Көлденең және радиальді тұнбаларды жер асты суларының кез – келген дәрежесі мен өнімділік 20000 мі/тәу – тен жоғары болғанда .

Радиальді тұнба шеңбер резервуардан тұрады.Онда ағынды су орталықтан перифирияға радиальді қозғалады. Радиальді тұнбаларды көбінесе 16 – 50 м диаметрмен қолданады және үлкен диаметрді сирек қолданады. Тұнба диаметрі оның тереңдігіне ( биіктігіне ) 6 – 10 м арақатынасында болуы керек. Біріншілік радиальді тұнбалар есебі минимальді уақыт ағысымен өндіріледі. Радиальді тұнбаларды тұндыру орташа 1,5 сағатты құрайды. Тұнба ортасында тұндырмаларды жинау үшін приямкалар орнатады. Қалдықтар( тұнбалар ) түсіруін жеңілдету үшін приямка қабырғаларын 60° төмен түсіреді. Двигательден түскен тұнба приямкаға скребка көмегімен қозғалады.

Аэротенкілер. Ағынды судың көп мөлшері биологиялық тазарту үшін қолданылады. Аэротенок белсенді ила қосылысы баяу ағатын резервуардан және тазартылатын ағынды судан тұрады. Су мен иланың үздіксіз және жақсы байланысын орнату мақсатында оларды сығылған ауа көмегімен үздіксіз араластырады. Биохимиялық процесте қолданылатын , микроорганизмдердің қалыпты өмір сүруі үшін үздіксіз оттегімен қамтамасыз етеді. Оттегінің керекті мөлшері оның ауадағы табиғи диффузиясы арқылы су бетінің есебінде қамтамасыз етілмейді. Сондықтан сығылған уауны екі тапсырманы рпындайтын мөлшерде береді : балсенді ила араласуы және аэротенктегі қажет оттегі режимін қолдап тұру үшін өндірістік аэрация жалғасымы 10 –14 сағатты құрайды. Тазарған ағынды су белсенді иламен бірге , олардың бөлінуі басталатын екіншілік тұнбаға түседі.

Метантенкалар. Берілген аппараттарды біріншілік тұнбадан жойылатын тұнбаларды ашыту үшін қолданылады. Метантенка цилиндрлік немесе тікбұрышты конусты немесе пирамидалы түбі бар резервуардан тұрады және тұнбаларды ашыту үшін белгіленген. Корпус ішінде тұнбаларды ашыту үшін герметикалық жабындысы болады. Анаэробты ашу нәтижесінде пайда болатын газды жинау үшін корпустың ішінде жоғарғы бөлігінде қақпақ болады. Ашыту процесін иланы қыздыру және араластыру қолданылады. Тұнбаны температурасы 33°С – қа дейін ( мезофильді ашыту), температура 55°С – қа дейін ( термофильді ашыту ) дейін қыздырады. Қыздыру жылутасымалдағышы ретінде өткір бу мен ыстық су қолданылады. Тұнбаны сорап көмегімен , гидроэлеватор немесе арнайы араластырғышпен араластырады. Термофильді ашу кезінде метантенкаларда тұнба распады артып ., ашыту мерзімі қысқарады. Метантенкаларда екі фазадан құралатын сілтілік (метанды ) ашу жүреді. Бірінші фазада майлы қатар дағы органикалық қышқылы бар қарапайым қосылыс түзетін күрделі органикалық заттардың ( май , көміртегі , ақуыз ) расщеплениесі жүреді. Екінші фазада осы қышқылдардың көмірқышқылын және метан түзе бұзылуы басталады. Қоздырушылар ретінде бірінші фазада – анаэробты , ал екінші фазада – метан түзуші бактериялар болып табылады. Метанды ары қарай отын ретінде қолдынылады.

Биофильтр. Аэробты бактериялар қатарымен пайда болған биологиялық пленкамен қапталған , ағынды сұйықтық ірі дәнді – дақылды материал арқылы фильтрленетін аппараттан ( сооружение ) тұрады. ( 3 сур. қараңыз ). Ағынды су биофильтрге тұнбаға бөлшектеп тазартылғаннан кейін түседі.

Биофильтраттың фильтрлік жүктемесінен өткен соң, жүктелген су онда ерімеген қосылыстарды, біріншілік тұнбада еленбеген, сондай – ақ еоллойдты және ерітілген органикалық заттарды қалдырады. Бұл заттар биофильтр материалының бетін жауып тұрған биологиялық пленкамен адсорбіленеді. Қалың жабылған биопленканы микроорганизмдер органикалық заттарды тотықтырады және сол жерден тағамдық заттармен қоректенеді.

Биофильтрлер жай тамшылы және жоғары жүктемелі ( высоконагруженный ) . Кейінгісінде жүктеме биіктігі 3 ... 4 м құрайды. Жоғары жүктемелі биофильтраттың тамшылыға қкркғанда ашыту күші әлде қайда жоғары болады. Берілген фильтрлерді келесі белгілері бойынша классификациялайды :

Тазарту дәрежесіне қарай – толық және толық емес биохимиялық тазартуға жұмыс істейтін биофильтрлар.

1. 
   Ауа жіберу дәрежесіне қарай – ауаны табиғи және жасанды жіберетін боифильтрлар.
   
2. 
   Жұмыс режимі бойынша – циркуляциясыз және рециркуляциямен жұмыс істейтін биофильтрлар.
   
3. 
   Технологиялық жобасы бойынша – бірбаспалдақты және екі баспалдақты биофильтрлер. Кейінгісін тазарған ағын сапасын қажет болған жағдайда қолайсыз климат шартында қолданылады.
   

Error: Reference source not found

1. Мөлшерлеу резервуары.

2. Бөлшектеуіш тор.

3. Фильтрлеп шығарғыш.

4. Жерастындағы тор.

5. Жинақтағыш тор.

Ағынды суды механикалық және биологиялық тазартудан кейін бактериялар саны азаяды. Бірақ потогенді бактерияларды толық тазарту хлорлау, электролиздеу, бактерицидтік сәулелендіру арқылы жүзеге асатын дезинфекция көмегімен іске асырылады. Кең көлемде ағын суды газ түріндегі хлормен немесе хлорлы ағартқышпен хлорлау қолданылады. Ағынды суды механикалық тазартудан кейін хлор мөлшері – 30 мг/л, ал биологиялық тазартудан кейін – 10 мг/л. Дезинфекцияланатын сумен хлор жақсы араласу керек.

Газды хлормен бірге хлорлау құрылғысы хлоратонды, араластырғыш және контактылы резервуардан тұрады. Ағында суларды дезинфекциялау кезінде көлемдік шығыны 1000 мі/тәу мөлшнрде хлорлы ағартқыш қолданылады. Құрылғы ерітінді багынан, дозотордан, араластырғыш және контактылы резервуардан тұрады.

Тазаланған дезинфекцияланған суды су құбыры арқылы шығарады, ол береговой колодецтан аяқталады, су одан шығып водотокқа құйылады. Шығару конструкциясын былай бөледі: рассеивающие , бұл кезде су әр саңылаудан ағады , және сосредоточенное, бұл кезде су тек бір саңылау арқылы ағады. Ең кең таралған суды әр жерден шығару, өйткені онда ағын сумен водоем суы жақсы араласады және су көзінен өздігінен тазартылуы қолданылады. Суды шығару өзен ортасына немесе фарватерде жүреді. Тазартылған суды жинау орнын таңдау санитарлық инспекция органдарымен, бассейн инспекциясымен және су басқармасымен бірге жүреді.

Таблица 1. Ағынды суды тазартатын экологиялық құрылғыны есептеудің қажетті өлшемдері.

№	Параметрлер	Тапсырма варианты
		1	2	3	4	5	6	7
1	Ағынды судың максимальді шығыны, Vc., м3/с.	0,40	0,45	0,50	0,55	0,60	0,30	0,36
2	Су қозғалысының оптимальді технологиялық жылдамдығы,w, м/с	0,30	0,28	0,27	0,26	0,25	0,20	0,30
3	Құм сүзгіш ұзындығы , В, м.	2,0	2,2	2,4	2,5	3,0	1,8	2,0
4	Құмсүзгіш каналындағы тор ұзындығы, b, м.	0,80	0,85	0,90	1,0	1,25	0,60	0,75
5	Дисперсті ортаның құм сүзгіштегі тығыздығы , с1,кг/м3	2300	2000	2400	2600	2500	2100	2200
6	Тұндырғыштағы дисперсті орта тығыздығы, с2,кг/м3	1250	1100	1300	1100	1400	1100	1200
7	Тұндырғыштағы дисперсионды орта тығыздығы, с,кг/м3	1000	1050	1000	1000	1200	1000	1000
8.	Құм сүзгіште қалған бөлшектердің орташа көлемі d, мм	0,35	0,40	0,45	0,20	0,50	0,25	0,30
9.	Тұндырғыштағы қалған бөлшектердің орташа размері d**, мм	0,05	0,08	0,04	0,07	0,06	0,03	0,05
Жалғасы келесі бетте.
№	Параметрлері	1	2	3	4	5	6	7
10.	Тұндырғыштағы суспензия жұмсақтығының кинематикалық коэффиценті , н·10-6, м2/с	1,15	1,2	1,25	1,3	1,5	1,05	1,10
11	Құм сүзгіштегі НЖС жұмсақтығының кинематиткалық коэффиценті , м·103, Па·с	1,75	1,8	2,0	2,1	2,2	1,55	1,76
12	Қалдық жұмсақтығының кинематикалық коэффиценті , н·10-6, м2/с	23,1	25,5	26,2	28,5	34,5	20,2	22,4
13	Дюкер тұрақтылығының коэффицент саны , о0.	2,55	2,75	3,0	3,25	3,50	2,0	2,15
14	Дюкер ұзындығы , ℓ, м	22	30	30	35	40	15	20
15	Метантенкадағы өткір бу қысымы , р, МПа	0,85	0,88	0,90	0,97	10,0	0,75	0,80

Ағын суларды тазартудың экологиялық

құрылғыларды есептеу әдістері.
Құрылғының технологиялық сызбасы 4 суретте. Бұлқұрылғының құрамына құм сүзгіш, тұндырғыш, метантенк. Құмсүзгіш ағын судағы ауыр минералды қоспаларды ұстап қалады (әсіресе құмды). Тазартылған су құмсүзгіштен кейін қабырғығы түседі, одан сұйық радиальды тұндырғышқа түседі. Тұндырғыш ағын судағы үлкен және орташа дисперсті бөлшектерді ұстап қалады (суспензия). Тұндырғыштағы қалдық сорғыш арқылы метантенкке жіберіледі. Метантенк цилиндрлі резервуардан тұрады.Әрбір құрылғы есептелінеді.

1. Құмсүзгіш есебі.

1. 1.Құмсүзгіш напорына сәйкес келетін , су тереңдігін ( һ ) анықтау :

1.2.Тордың ашылу размері есептеледі, ағын сумен жоғары дисперсті бөлшектер жылдамдығын қамтамасыз ететін:

;
мұнда:

е -струяның сығылу коэффиценті; е = 0,64;

ц –струяның жылдамдық коэффиценті; ц = 0,96.
1.3. Бөлшектерді тұндырудың w_тұн орташа жылдамдығы , практикада берілген мәнге қарап , тұндырманы ламинарлы деп есептейміз :
;
1.4. Тұндырғыш ауданы есептелінеді Fтұн_,мІ тұрақты шығын теңдігінен :
;

1.5. Құм сүзгіш ұзындығын анықтау l ,м:

1.6. Ағын су келуінің технологиялық уақытына байланысты құмсүзгіш жұмыс бөлігінінң ұзындығы (L):

2.

жүктеу 1,6 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: