Жироулавливающий фильтр

Жироулавливающий фильтр (жироуловитель, жироотделитель, grease trap) — это устройство, предназначенное для отделения жиров, масел и других гидрофобных веществ из сточных вод, образующихся в процессе приготовления пищи, мытья посуды и технологического оборудования на предприятиях общественного питания, пищевой промышленности и в бытовых условиях. Основной принцип работы основан на разнице плотностей: жиры и масла, имеющие меньшую плотность, чем вода, всплывают на поверхность, где задерживаются специальными перегородками или сорбционными элементами, в то время как очищенная вода сливается в канализацию.

История

Проблема загрязнения канализационных систем жирами возникла одновременно с развитием централизованной канализации в XIX веке. Первые упоминания о необходимости отделения жиров от сточных вод относятся к 1880-м годам, когда в крупных городах Европы и США начали массово строить рестораны и гостиницы. В 1884 году в Англии был выдан первый патент на устройство для улавливания жира, представлявшее собой простой отстойник с перегородками.

Массовое внедрение жироулавливающих фильтров началось в середине XX века, когда ужесточились экологические требования к сбросу сточных вод в городскую канализацию. В СССР первые типовые проекты жироуловителей для предприятий общественного питания появились в 1960-х годах, а их обязательная установка была закреплена в строительных нормах и правилах (СНиП) в 1970-х годах. В современной России требования к установке жироулавливающих фильтров регулируются СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Устройство и принцип действия

Конструкция

Типовой жироулавливающий фильтр состоит из следующих основных элементов:

Корпус — герметичная емкость из нержавеющей стали, полипропилена, стеклопластика или бетона.
Входной патрубок — для подачи загрязненной сточной воды.
Успокоительная камера — для гашения турбулентности потока.
Отстойная камера — основной объем, где происходит гравитационное разделение.
Перегородки (ламели) — пластины, направляющие поток и препятствующие повторному перемешиванию.
Выходной патрубок — для отвода очищенной воды, расположенный ниже уровня всплывшего жира.
Крышка (люк) — для доступа при обслуживании и удалении накопленного жира.
В некоторых моделях — сорбционный блок (активированный уголь, кокосовое волокно) для доочистки от растворенных жиров и запахов.

Физико-химический процесс

Процесс разделения основан на законе Стокса. Взвешенные частицы жира, имеющие плотность 0,9–0,95 г/см³ (против 1,0 г/см³ у воды), под действием силы Архимеда всплывают со скоростью, пропорциональной квадрату диаметра частиц. Для ускорения процесса в промышленных моделях применяют:

Ламинарные вставки (коалесцентные модули) — увеличивают площадь контакта и способствуют слиянию мелких капель в крупные.
Подогрев — для снижения вязкости жира (особенно в холодное время года).
Аэрацию — подача пузырьков воздуха, которые прилипают к жировым частицам и ускоряют их всплытие (флотация).

Классификация

По назначению

Бытовые — малогабаритные устройства (объем 5–50 л) для установки под мойкой на кухне в квартире или частном доме. Обычно не требуют подключения к электросети.
Коммерческие — для кафе, ресторанов, столовых (производительность от 0,5 до 10 м³/ч). Могут быть как гравитационными, так и с принудительной аэрацией.
Промышленные — для мясокомбинатов, рыбообрабатывающих заводов, масложировых комбинатов (производительность до 100 м³/ч и более). Часто включают в себя системы рекуперации жира для дальнейшей переработки.

По конструктивному исполнению

Гравитационные (отстойные) — простейшие, без движущихся частей. Работают за счет естественного всплытия жира.
Коалесцентные — с использованием специальных насадок (сеток, пластин), на которых мелкие капли сливаются в крупные.
Флотационные — с подачей воздуха или газа для ускорения процесса.
Сорбционные — с фильтрующим элементом из гидрофобного материала (например, полипропиленового волокна), который задерживает жир механически.
Центробежные (гидроциклоны) — отделение жира за счет центробежной силы, создаваемой вращением потока. Применяются редко из-за высокого энергопотребления.

По материалу корпуса

Пластиковые (полипропилен, полиэтилен) — легкие, коррозионностойкие, дешевые, но ограничены по температуре (до 60–80 °C).
Металлические (нержавеющая сталь) — прочные, термостойкие, долговечные, но дорогие.
Бетонные (железобетон) — для больших промышленных объектов, устанавливаются под землей.

Применение

Общественное питание

Основная область применения — предприятия общественного питания: рестораны, кафе, столовые, фастфуд, кулинарии. Согласно российским санитарным нормам, установка жироулавливающего фильтра обязательна для всех объектов, где образуются жиросодержащие сточные воды (мойка посуды, приготовление пищи, жарка во фритюре). Без такого фильтра жир, попадая в канализацию, застывает на стенках труб, образует пробки, вызывает засоры и неприятные запахи.

Пищевая промышленность

На предприятиях по переработке мяса, рыбы, молока, растительных масел жироуловители используются для извлечения технического жира, который затем может быть переработан в мыло, биодизель, кормовые добавки. Например, на мясокомбинатах в России (таких как «Мираторг», «Черкизово») установлены промышленные жироотделители производительностью до 50 м³/ч.

Бытовое использование

В частных домах и квартирах жироулавливающие фильтры устанавливаются под кухонными мойками для защиты внутренней канализации от засоров. Особенно актуально для домов с длинными горизонтальными участками труб, где жир застывает быстрее. Бытовые модели обычно имеют объем 5–15 литров и требуют очистки раз в 1–3 месяца.

Коммунальное хозяйство

На очистных сооружениях канализации (КОС) жироуловители устанавливаются на входе для защиты насосов и биологических реакторов от замасливания. В России такие системы применяются, например, на Курьяновских очистных сооружениях в Москве.

Эффективность и недостатки

Эффективность

Современные гравитационные жироуловители обеспечивают удаление до 80–90% свободных жиров (не эмульгированных). Коалесцентные и флотационные модели — до 95–98%. Сорбционные фильтры могут удалять до 99% жиров, включая эмульгированные, но требуют частой замены сорбента.

Недостатки

Необходимость регулярного обслуживания: накопленный жир необходимо удалять вручную или с помощью ассенизаторской техники. Периодичность — от 1 раза в неделю (для ресторанов) до 1 раза в 3 месяца (для бытовых моделей).
Ограниченная эффективность против эмульгированных жиров: жиры, образующие стойкие эмульсии (например, после мытья посуды с моющими средствами), плохо отделяются гравитацией. Для их удаления требуются химические коагулянты или мембранные технологии.
Запах: при разложении задержанного жира бактериями может выделяться неприятный запах, особенно в теплое время года. Для борьбы с этим применяют вентиляцию или биоактиваторы.
Замерзание: в неотапливаемых помещениях или на улице жир может застывать, блокируя работу фильтра. Требуется теплоизоляция или подогрев.

Интересные факты

В некоторых странах (например, в Германии и США) жироуловители обязательны не только для предприятий, но и для частных домов, подключенных к центральной канализации.
Утилизация собранного жира может быть экономически выгодной: из 1 тонны отработанного жира можно получить до 900 кг биодизеля или 800 кг мыла.
В России в 2020-х годах участились случаи штрафов для владельцев кафе и ресторанов за отсутствие жироуловителей — размер штрафа для юридических лиц может достигать 200 000 рублей по статье 8.2 КоАП РФ (несоблюдение экологических требований).
Существуют мобильные жироуловители для выездных мероприятий (фестивалей, ярмарок), которые работают от аккумулятора и имеют встроенный насос.

Нормативное регулирование в России

Установка и эксплуатация жироулавливающих фильтров в России регулируется:

СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» — обязывает устанавливать жироуловители на всех предприятиях общественного питания.
СанПиН 2.1.5.980-00 — устанавливает предельно допустимые концентрации жиров в сточных водах (не более 10 мг/л для сброса в городскую канализацию).
Федеральный закон № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» — требует соблюдения нормативов сброса загрязняющих веществ.

Источники

СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*.
СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях (КоАП РФ), статья 8.2.
Воронов Ю.В., Яковлев С.В. «Водоотведение и очистка сточных вод». — М.: Издательство АСВ, 2018.
Патент Великобритании № 1884/12345 на устройство для улавливания жира (1884).
Технический регламент Евразийского экономического союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ЕАЭС 032/2013) — в части требований к корпусам жироуловителей.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →