Стічні води молокозаводів і молокопереробних підприємств

 

 

ЗМІСТ

 

 

ВСТУП

РОЗДІЛ 1 ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОПЕРЕРОБНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

1. Стічні води молокозаводів і молокопереробних підприємств
2. Очищення стоків молокопереробних підприємств

РОЗДІЛ 2

РОЗДІЛ 3

РОЗДІЛ 4

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

Актуальність. Необхідність пошуку та розроблення нових технологій очищення стічних вод молокопереробних підприємств обґрунтована низькою ефективністю роботи існуючих очисних споруд. Використання класичної технології біологічного очищення, що характеризується наявністю рециркуляційних потоків, пов’язано із порівняно високими витратами електроенергії на оброблення стічних вод та утворенням значної кількості надлишкової біомаси. Необхідність стабілізації утворених осадів вимагає додаткових витрат, а потреба у розробленні нових технологій очищення стічних вод обґрунтована зміною характеру та фазово-дисперсного стану забруднень стічних вод  молокозаводів. За останні 10 років спостерігається зміна фазово-дисперсного складу стічних вод молокозаводів, пов’язана із зростанням попиту на кисломолочну продукцію та зменшенням обсягів виробництва пастеризованого молока, а також підвищенням концентрації нерозчинених органічних часток порівняно із вмістом розчинених сполук.

Мета роботи полягає у моніторингу забруднених стічних вод  молокопереробних підприємств, їх впливу на довкілля та методів очищення.

Обєкт:

Предмет:

На початку XXI століття як ніколи актуальним стає питання про екологічне навантаження на середовище проживання людини. Навіть враховуючи те, що значна кількість галузей народного господарства в даний момент знаходяться не на піку розвитку, антропогенне забруднення навколишнього середовища викликає серйозне занепокоєння (причому це стосується абсолютно всіх складових біосфери - атмосфери, гідросфери та літосфери). Дана ситуація пояснюється застосування застарілих технологій, які не передбачають ресурсо- та енергоощадні цикли.       Незважаючи на кризові явища, характерні для економіки останніх років, найбільш стрімкого розвитку на теренах України в наші дні набули підприємства харчової промисловості, в т.ч. м'ясо-молочної. Розміщення і концентрація таких підприємств досить різноманітна, але характерною рисою є їх місцезнаходження в безпосередній близькості від населених пунктів або, навіть, в їх межах.        Отже, забруднення, що потрапляють у навколишнє природне середовище в результаті діяльності даних виробництв, несуть небезпеку як для мешканців міст, селищ міського типу і сіл, так і для всієї біосфери вцілому. Тому проблема утилізації відходів та вторинних-матеріальних ресурсів молочної промисловості є однією з пріоритетних з точки зору удосконалення середовища проживання людини та підтримки позиції сталого розвитку, яка передбачає окрім створення громадянам умов для життя в якісному середовищі, реалізацію екологічного імператива розвитку виробництва.            

Найбільшу небезпеку серед відходів молокопереробних підприємств становлять стічні води. Зараз, як правило, ці стоки без попередньої обробки скидаються у міську каналізаційну систему, чим завдають значних збитків міським станціям очищення комунальних стічних вод, оскільки концентрація забруднюючих речовин перевищує допустимі норми в 2–4, а іноді і більше разів.

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 1

ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОПЕРЕРОБНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

 

1. Характеристика промисловості

Виробництво молочної продукції є пріоритетною галуззю харчової про мисловості. Молокопереробні підприємства широко розповсюджені на тере нах України, що пояснюється специфікою сировинної бази даного виробниц- тва. Технологія виготовлення харчової продукції передбачає утворення деякої кількості відходів на кожному підприємстві, різних за кількістю, показ никами забруднення, агрегатним станом тощо. Вирішення проблеми еколої і зації підприємств молочної промисловості має значно покращити екологіч ний стан відповідної місцевості, адже в більшості випадків стічні води молокозаводів скидають в каналізаційну мережу, що може призвести до порушен ня роботи міських очисних споруд чи водойму без попереднього очищення Забруднюючі речовини газопилових потоків не вловлюють, а безпосередньо викидають в атмосферне повітря.     Отже, основними джерелами забруднення навколишнього середовища на підприємствах молочної промисловості є стічні води та газопилові потоки. Кількість і різноманітність відходів на молочних заводах залежить від профілю заводу, від асортименту продукції. Так, наприклад, проблема забруднення атмосферного повітря постає лише на тих підприємствах, де виготовляють харчовий або технічний казеїн та сухе молоко. Утворення стічних вод є невід’ємною частиною кожного технологічного процесу. За концентрацією забруднювачів у стічних водах можна визначати можливі шляхи їх очищення          В  молочній  промисловості  витрати  води  на  підприємстві  складають  всередньому 20-2000 м3 на добу в  залежності від потужності даного  заводу. Воду використовують  в різноманітних технологічних процесах, для санітарно-гігієнічних цілей, у вигляді теплоносія (пара), для миття території тощо. Їх забрудненість безпосередньо залежить від асортименту продукції.  Концентрація забруднень стічних вод різних підприємств молочної промисловості має значний діапазон коливань: хімічне споживання кисню (ХСК) = 1000- 5000 мг О2/л, біологічне споживання кисню (БСК) = 700 3700 мг О2/л, вміст загального азоту - 20- 170 мг/л.

         Такі розбіжності даних обумовлені не лише різноманітним асортиментом продукції, яка випускається, але і коливаннями виходу і забрудненності стоку протягом доби. Діапазон змін рН середовища складає від 5,5 до 8,5, гем пературм - від 15 до 35°С.      Вміст жирів у стічних водах цехів, що випускають продукцію з високим вмістом жиру (масло, вершки, сметану) складає 200 400 мг/л. Завислі рочовини представлені, в основному, жирами, частинками скоагульованого білку, у розчиненому стані знаходяться органічні кислоти, молочний цукор.           Вміст лактози в стоках коливається в межах 0,04-0,25%; жиру: 0,01-0,15%. Мікробіологічна забрудненість стоків молочних підприємств невисока і представлена, в основному, мікроорганізмами, що викликають молочнокисле, спиртове та пропіоновокисле бродіння.    Отже, стоки молокопереробних підприємств, не дивлячись на значні коливання концентрації забруднюючих речовин, можуть бути вихідним субстратом для біохімічного очищення.       Перед скидом стічних вод молокозаводів у водойми потрібне їх повне очищення до БСК 15-25 мг О2/л, а у окремих випадках і більш глибоке.  

 

 

 

1.2. Очищення стоків молокопереробних підприємств

Очищення стоків від забруднюючих речовин на молокопереробних підприємствах має здійснюватися на локальних очисних спорудах. Існують різноманітні методи їх очищення. Основною стадією технології очищення є біохімічне розкладання органічних речовин за допомогою асоціації мікроорганізмів. Застосування даного способу є надзвичайно ефективним, оскільки він не залишає ніяких побічних продуктів, тобто відбувається окислення речовин до двоокису вуглецю та води.     На цьому принципі заснована і традиційна технологія очищення міських (комунальних) стічних вод. Вона ж може застосовуватися і для очищення промислових (молочних) стічних вод, при невеликій їх забрудненості (близько 1000-1500 мг О2/л за ХСК), з обов'язковим врахуванням специфіки забруднюючих речовин стоків молокозаводів.   Складність біохімічного очищення стічних вод молокозаводів за допомогою аеротснків може полягати в тому, що вони містять повільно метаболізуючу лактозу. Стічні води молокозаводів належать до концентрованих за органічними забрудненнями, тобто величина ХСК в даному випадку перевищує 2000 мг О2/л.      Вирішенням цієї проблеми може бути застосування комплексної анаеробно-аеробної схеми очищення, що. як відомо, може вилучити значну кількість забруднювачів.        Метанове бродіння використовують як попередню стадію очищення концентрованих стоків із наступним обов’язковим аеробним доочищенням. При цьому утворюється велика кількість біогазу (вміст метану 60-80 %), який є альтернативним джерелом енергії. Крім цього, в процесі метанового бродіння стічних вод харчових виробництв (в тому числі і молочних) утворюється значна кількість вітамінів групи В, особливо вітаміну ВР (40-50 мкг на 1 г сухого активного мула), та інших біологічно-активних речовин, що свідчить про високу кормову цінність мулу.      Таким чином, сьогодні найбільш перспективною технологією очищення концентрованих за органічними забруднювачами стічних вод, до яких відносяться і стоки більшості підприємств молочної промисловості, є анаеробно- аеробна технологія.         Так, стічні води підприємства, що виробляє питні види молока та деякі кисломолочні продукти є неконцентрованими (ХСК становить до 2000 мг О2/дм3), в той час як підприємства, основною продукцією яких є вершкове масло, твердий сир, утворюють концентровані стічні води (ХСК – до 5000 мг О2/дм3).            Протягом багатьох років харчова промисловість намагалась вирішити питання очищення стічних вод. При цьому будівництво очисних споруд відбувалось на основі традиційної технології біологічного очищення, яка використовується для утилізації побутових стоків. Однак, така технологія не придатна для очищення концентрованих за забрудненнями вод.[1]  . Виходячи  з  усього  вищенаведеного,  стоки молокопереробних підприємств, не  дивлячись на значні  коливання  концентрації  забруднюючих  речовин,  можуть  бути  вихідним  субстратом  для біологічного очищення.        Очищення стоків від забруднюючих речовин на молокопереробних підприємствах має здійснюватися на локальних очисних спорудах  При невеликій забрудненості стічних вод (близько 1000-1500 мг О2/дм3 за ХСК) можна застосовувати традиційну аеробну ферментацію. У випадку масло- та сироробних підприємств (більше 2000 мг О2/дм3 за ХСК) немає іншого варіанту, як застосовувати комплексну анаеробно-аеробну ферментацію із застосуванням метанового бродіння на першій стадії процесу  біологічного очищення, що, як відомо, здатна нейтралізувати велику кількість забруднювачів.[1]        Метановому бродінню підлягає або загальний стік, або лише його найбільш концентрована  частина. Попередньо очищена вода після метанового бродіння направляється в загальний стік, який очищається в типових аеротенках. Метанова ферментація значно розширює діапазон стоків, що придатні до біологічного очищення. Анаеробний процес здійснюється з меншим використанням біогенних елементів, що важливо при обробці стоків з їх дефіцитом.        Метанове бродіння дозволяє скоротити  ХСК до 900 мг О2/л,  та отримати біогаз, що складається з  80 % метану та  20% вуглекислого газу. Одним з найпростіших шляхів застосування біогазу є його спалювання. Більш перспективним є використання біогазу для отримання електричної енергії що може покрити  40–50 % загальних витрат енергії. І це є надзвичайно актуальним щодо застосування нетрадиційних альтернативних джерел енергії, що відображається на конкурентоспроможності продукції підприємства та ефективності технологічного процесу.   Анаеробна технологія має цілий ряд суттєвих переваг в порівнянні з загально прийнятою, аеробною.        При анаеробній обробці органічні забруднення можуть на 95 % переходити в біогаз у вигляді метану та вуглекислого газу і лише 5 % перетворюються в біомасу.         Активний мул, що накопичується в метантенках є цінним продуктом, що збагачений вітамінами кобаламінової групи. Так, в активному мулі концентрація вітаміну В12 складає в середньому 45 – 50 мкг/г сухих речовин. Мул містить всі необхідні для життєдіяльності тварин елементи (азот, фосфор, калій та ін.), всі незамінні амінокислоти, в ньому відсутні яйця гельмінтів, патогенні мікроорганізми, що гинуть в процесі метаногенезу. Все це зумовлює можливість використання попередньо обробленого активного мулу в якості добрива та домішки для корму тварин.[4]    При аеробній обробці близько 80 % органічних забруднень переходить в біомасу і 20 % окиснюється до вуглекислого газу, тобто відбувається засвоєння значної кількості поживних речовин.[2]    Аеробна ферментація може бути використана для доочищення стічних вод, які пройшли стадію метанового бродіння.[3]     На сьогоднішній день комплексну анаеробно-аеробну технологію застосовують  практично всі розвинені країни світу для утилізації концентрованих стоків підприємств молочної промисловості.

http://septikland.ru/septiki/biologicheskaja-ochistka-stochnyh-vod.html

 

 

 

 

 

 

Література:

1.Ткаченко Т.Л. Обґрунтування  вибору технології очищення стічних  вод  молокопереробних підприємств [Електронний ресурс]  / [Ткаченко  Т.Л., Семенова О.І., Бублієнко Н.О. та ін.] // Збірник наукових статей  “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду  екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.1. – С.31–34. Режим доступу: http://eco.com.ua/

2.     Сравнительный анализ аэробных и анаеробних процес сов обработки СВ / Янко В.Г., Свительский В.П., Шуляк Е.В. // Наука и техника в гор. х-ве. – 1990. – № 74. – С. 80–84.

3.     Баядер В., Доне Е., Бренндорфер М. Биогаз – теория и практика. – М.: 1982. – 148 с.

4.     Никитин Г.А. Метановое бродение в биотехнологии. – М.: Стройиздат, 1990. – 207 с.

5.     Гвоздяк П.І. Біологічне  очищення  води. Фізико-хімічні  основи  технології очищення  стічних вод: Підручник. – К.: Лібра, 2000. – С. 479–502. 

 

 

 

 

 

2. Стічні води молочної промисловості

Стічні води, що скидаються підприємствами молочної промисловості, можна розділити на чотири види: виробничі, господарсько-побутові, теплообмінні, зливові.

Співвідношення кількостей окремих видів стічних вод складається на кожному молочному підприємстві по-різному, і склад їх змінюється залежно від пори року. Найбільша кількість забруднень міститься в стічних водах в літні місяці.

Виробничі стічні води є найбільш забрудненими. Вони утворюються в результаті різних технологічних операцій, а також при митті місткостей і прибирання виробничих приміщень. Їх навантаження по БПК 5 залежить від ряду факторів і при економному господарюванні (без спуску побічних продуктів в каналізацію) коливається в межах від 500 до 2000 г Про 2 на 1 м3.     Господарсько- побутові стічні води становлять більшу частину загального кількість стічних вод. Їх навантаження залежить виключно від кількості людей на виробництві та живуть на території підприємстві, а також від ступеня забезпечення підприємства санітарним і господарським обладнанням та, виражена в БПК 5 , складає в середньому 400 г Про 2 на 1 м 3

Теплообмінні стічні води відносяться до групи так званих умовно чистих вод. Вони утворюються при охолодженні молочного обладнання (пастеризаторів, охолоджувачів, ємностей), а також холодильної апаратури і найчастіше завдяки невеликій ступеня забруднень направляються в збірник оборотних вод. Звідти частина води йде на мийку приміщень, а частина скидається через чересной перелив у каналізацію. Навантаження теплообмінних вод по БПК 5 близько 20 г Про 2 на 1 м 3 .

Зливові стічні води утворюються з атмосферних опадів, які, проходячи через навколоземні шари повітря, вловлюють пил, гази, продукти неповного згоряння палива. Їх навантаження залежить від стану території підприємства, покриття покрівлі, виду колісного транспорту і його інтенсивності, ступеня забруднення повітря, інтенсивності та тривалості дощу. Навантаження по БПК 5 коливається в межах від 30 до 100 г Про 2 на 1 м 3 .

В Залежно від системи каналізаційної мережі стічні води відводяться у водойму або за одним загальним колектору, або по декількох. При загальній стічної каналізації виробничі, господарсько-побутові, зливові і теплообмінні стічні води потрапляють в один каналізаційний водовід і направляються до найближчої водойми. При роздільному каналізації скидаються разом виробничі і господарсько побутові води, а в зливову каналізацію направляються також теплообмінні води. [5]

Виробничі стічні води молочних підприємств відносяться до групи стоків з органічними забрудненнями. Забруднення цих вод складаються головним чином з органічних речовин у вигляді водних розчинів, колоїдних суспензій (таблиця 1.2).

Таблиця 1.2

Склад стічні води молочних підприємств

Склад,мг/дм3	Найменування	підприємства
	Гормолзавод	Завод згущеного і сухого молока	Сиродельное підприємство
рН	6,5-8,5	6,8-7,4	6,2-7,0
Зважені речовини	350	350	600
Азот загальний	60	50	90
Фосфор	8	7	16
Жири	До 100	До 100	До 100
Хлориди	150	150	200
БПК>полн	1200	1000	2400

 

Свіжі виробничі стоки мають білий або жовтуватий колір. Реакція їх лужна. Так як в стічних водах містяться білкові речовини, вуглеводи і жири, вони швидко повергаются загнивання і закисання. Настає зброджування молочного цукру в молочну кислоту, що призводить до осадження казеїну та інших протеїнових речовин. Загнивання останніх супроводжується виділенням дуже неприємного запаху. рН стічних вод при цьому знижується до 4,5. Найнебезпечнішими для водойм є стічні води, що скидаються при виробництві казеїну, твердих сирів і сиру.