APPLICATION OF ELASTIC FOAMPOLYURETHANE FOR THE TREATMENT OF MEAT INDUSTRY WASTEWATER

Authors

  • S. Lukashenko Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
  • O. Syrovatskyy Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
  • A. Karahiaur Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова

DOI:

https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-1-189-243-251

Keywords:

fat-containing wastewater, filter loading, elastic polyurethane foam

Abstract

Meat industry enterprises consume large amounts of clean water for production needs. Wastewater from these enterprises, which accounts for 30-40% of water consumption, is significantly contaminated with organic compounds, especially fats and suspended solids with concentrations from 50 to 2000 mg/l or more, the chemical oxygen demand (COD) of these effluents is 1000 - 2600 mg/l.
The local treatment facilities available at the industry enterprises - grease traps, settling tanks and flotation tanks do not always provide the required quality of wastewater treatment. For example, the fat content sometimes exceeds the established standards (20-100 mg/l) several times, which subsequently negatively affects the efficiency of municipal wastewater treatment facilities - especially biological ones. In addition, local treatment systems are costly and require significant areas for placement, which is not always acceptable in production conditions.
Methods of additional wastewater treatment by filtration through granular loading made of various materials have not found practical application in meat industry enterprises due to the lack of effective methods for regenerating the filter layer.
The authors conducted laboratory research to study processing industrial fat-containing wastewater from the meat industry using elastic polyurethane foam.
This filter material has the required porosity, sufficient mechanical strength and chemical resistance. Porous polyurethane foam is elastic and has high resilience. This property of polyurethane foam makes it possible to remove the bulk of absorbed contaminants from it mechanically by squeezing, after which it can be reused.
During the research, the effect of the size, density, the height of the filter loading, as well as the filtration rate, on the efficiency of treatment from fats and suspended solids was conducted. When selecting the granule sizes, density, and loading height, minimum losses in the filter layer were considered for maximum filtration duration and minimum regeneration time was ensured.
Based on the conducted research, the main process parameters for cleaning fat-containing wastewater from the meat industry by filtration were determined: filter layer height - 2 m; filter loading density - 50-60 kg/m3; granule size of the loading 20×20×20 mm; average filtration speed - 5-10 m/h. The fat content during wastewater treatment from the meat industry is reduced to 50-65 mg/l.
It was found that it is advisable to regenerate the loading by mechanical pressing on steel drums with a diameter of 150 mm at a pressing zone temperature that ensures the fluidity of organic matter.
Implementing the developed technology will ensure the required degree of industrial wastewater purification from meat processing plants when discharged into the urban sewer network. At the same time, a high degree of ease of operation of the unit and its compactness are ensured compared to traditional technologies

References

Latiffi N. A. Characteristics of Water Quality from Meat Processing Wastewater / N. A. Latiffi, R. M. Saphira, V. A. Shanmugan [& oth.] // Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology.- 2019.- Vol. 1(17).- P. 78-84.

Slaughterhouse water consumption and wastewater characteristics in the meat processing industry in Serbia [Electronic resource] / N. Aleksić, A. Nešović, V. Šušteršič [& oth.] // Desalination and Water Treatment.- 2020.- №190.- P. 98-112. https://doi.org/10.5004/dwt.2020.25745

Zanol M. B. Assessment of characteristics and treatment processes of wastewater from slaughterhouses in the state of Minas Gerais, Brazil [Electronic resource] / M. B. Zanol, J. P. Pereira Lima, P. Assemany [& oth.] // Journal of Environmental Management.- 2024.- №358. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120862

Slaughterhouse Wastewater Treatment by Electrocoagulation Process [Electronic resource] / F.A. Nugroho, A.Z. Arif, G.Z. Sabila [& oth.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.- 2021.- Vol.1115. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1115/1/012037

Підприємства м'ясопереробної промисловості [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ecbit.com.ua/predpriyatiya-myasopererabatyvayushchey-promyshlennosti (дата звернення 01.02.2025).

Правила приймання стічних вод до систем централізованого водовідведення: Наказ Міністерства розвитку громад, територій та інфраструктури від 13.12.2023 №1134. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0056-18#Text

Characterization of Low-Volume Meat Processing Wastewater and Impact of Facility Factors [Electronic resource] / G. Rouland, S. I. Safferman, J. P. Schweihofer [& oth.] // Water.- 2024.- Vol. 16(4). https://doi.org/10.3390/w16040540

Ковальчук В. А. Очистка стічних вод / Ковальчук В. А. – Рівне: ВАТ "Рівненська друкарня", 2002. – 622 с. ІSBN 966-7358-24-0

Епоян С.М.. Застосування еластичного пінополіуретану для інтенсифікації очищення жировміщуючих стічних вод м'ясної промисловості / С.М. Епоян, С.В. Лукашенко // Тези доп. 75 наук – техн конф., ХНУБА, 13-14 травня 2020 р.- Харків: ХНУБА.- 2020. – С. 82 – 83.

Природоохоронні технології. Навчальний посібник. Ч.2 : Методи очищення стічних вод / Петрук В.Г. [та ін.]. - Вінниця: ВНТУ, 2016. – 258 с. ISBN: 978-966-289-249-9.

Ковальчук В.А. Тваринництво та м’ясопереробка : сучасні методи очистки стічних вод / В.А. Ковальчук // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2015. – № 59. – с. 194-199.

Електрохімічна очистка стічних вод [ Електронний ресурс ] – Режим доступу до ресурсу: https://stud.com.ua/462/ekologiya/elektrohimichna_ochistka_stichnih#goog_rewarded (дата звернення 03.02.2025).

Ковальчук В. А. Комплексна технологія очистки стічних вод м’ясопереробної промисловості / В.А. Ковальчук // World Meat Technologies.- 2010. - №11. – С. 71-75.

Savchuk L. Research into processes of wastewater treatment at plants of meat processing industry by flotation and coagulation [Electronic resource] / L. Savchuk, Z. Znak, O. Kurylets, R. Mnykh [& oth.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies.- 2017.- Vol. 33(10(87)). P. 4–9. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.101736

Uglyar, Yu. M. Electroflotocoagulation wastewater treatment of LLC «Kolomyia meat-processing plant» [Electronic resource] / Yu. M. Uglyar, I. D. Borshchyshyn, U. V. Khromyak // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies.- 2014.- № 2/10(68).- P. 30-34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.22986

Ковальчук В. А. Розвиток наукових і практичних засад інтенсифікації роботи споруд для флотаційної та біологічної очистки стічних вод м’ясопереробних підприємств: автореф. дис. … д-ра. техн. наук: спец. 05.23.04 "водопостачання, каналізація" / Ковальчук Віктор Анатолійович. – Рівне, 2011. – 28 с.

Водопостачання та водовідведення промислових підприємств: навчальний посібник / С.В. Лукашенко, О.А. Сироватський, О.Г. Гайдучок та ін. Харків: Мачулін, 2022. 180 с.

Gasiunas V. Efficiency of ferric sulphate for removal of phosphorus from meat processing wastewater [Electronic resource] / V. Gasiunas // Proceedings of the 7th International Scientific Conference Rural Development.- 2015.- P. 1-5. ISSN 1822-3230. https://doi.org/10.15544/rd.2015.077.

Amuda O. Coagulation/flocculation process in the treatment of abattoir wastewater [Electronic resource]/ O. Amuda, A. Alade // Desalination.- 2006.- 196(1–3).- Р. 22–31. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.10.039.

Jachimowicz P. Effect of Aeration Mode on Microbial Structureand Efficiency of Treatment of TSS-Rich Wastewater from Meat Processing [Electronic resource] / P. Jachimowicz, A. Cydzik-Kwiatkowska, P. Szklarz // Applied Sciences.- 2020.- №10(21). https://doi.org/10.3390/app10217414.

Mutua D. N. Biological Treatment of Meat Processing Wastewater Using Lab-Scale Anaerobic-Aerobic/Anoxic Sequencing Batch Reactors Operated in Series [Electronic resource] / D. N. Mutua, E. N. Mwaniki Njagi, G. Orinda [& oth.] // Journal of Bioremediation & Biodegradation.- 2016.- Vol. 7(4). https://doi.org/10.4172/2155-6199.1000362

Kimura A. Fats and Oils-Containing Wastewater Treatment with Fats and Oils-Degrading Microorganisms [Electronic resource] / A. Kimura, M. Kubo // Oleoscience.- 2006.- Vol.6(10).- P. 501-506. https://doi.org/10.5650/oleoscience.6.501

Hajar Abyar. Highly Efficient Reclamation of Meat-Processing Wastewater by Aerobic Hybrid Membrane Bioreactor-Reverse Osmosis Simulated System: A Comprehensive Economic and Environmental Study [Electronic resource] / H. Abyar, M. Nowrouzi. // ACS Sustainable Chemistry & Engineering.- 2020.- Vol 8(37). P. 207–216. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c05298

Published

2025-04-02

How to Cite

Lukashenko, S., Syrovatskyy, O., & Karahiaur, A. (2025). APPLICATION OF ELASTIC FOAMPOLYURETHANE FOR THE TREATMENT OF MEAT INDUSTRY WASTEWATER. Municipal Economy of Cities. Series: «Economy Science», 1(189), 243–251. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-1-189-243-251

Issue

Section

статьи