Реферат на тему:Очищення стічних вод молокопереробних підприємств - Екологія - Реферати - Каталог статей

Реферат на тему:Очищення стічних вод молокопереробних підприємств. ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД молокопереробних підприємств Стічні води молокопере-робних підприємств нале-жать до категорії концен-трованих за органічними забруд-нювачами, Вони утворюються під час миття тари, технологічного об-ладнання, приміщень та забруд-нюються залишками молока, продуктами його переробки, ми-ючими засобами тощо, Об'єм та забрудненість стічних вод зале-жать від профілю підприємства, що переробляє молоко. Концентрація забруднювачів стічних вод різних підприємств молочної промисловості значно коливається: хімічне споживання кисню (ХСК) - 600-8500 мг СЬ/л, БСІ<5 - 300-4800 мг Ог/л, загаль-ного азоту - 20-168 мг/л. Така різ-ниця зумовлена не лише різно-манітним асортиментом продук-ції, що виробляється, а й коли-ваннями витрат та забруднення стоків протягом доби, що зумов-лює необхідність встановлення усереднювачів великої ємності перед їх очищенням. В противно-му разі процес порушується внаслідок залпового скиду мию-чих засобів, високожирних сто-ків, значного коливання рН стіч-них вод. Діапазон змін рН -3,6-0,4. Температура стоків у ме-жах від 16 до 33°С. Дисперсна фаза забруднень представлена жирами, частин-ками скоагульованого білка, в розчинному стані містяться орга-нічні кислоти, молочний цукор, Вміст лактози в стоках становить 0,04-0,25%, жиру - 0,01-0,15%, протеїну - 0,075-0,26%. В стічні во-ди надходить у середньому 1,5% молочної сировини, яка пере-робляється на підприємстві. Відношення БСКв/ХСК стічних вод молокозаводів становить 0,63. Співвідношення БСК : N : Р = 100 : 5 : 0,9, що зумовлює високу ефек-тивність біохімічного очищення. Співвідношення вуглецю та азоту в стоках молочних підпри-ємств складає 7-8, це, напевно, внаслідок високого вмісту жиру, Співвідношення C/N в субстратах понад 6 оптимальне для прове-дення анаеробної ферментації. На окремих підприємствах у складі стічних вод міститься мала кількість азоту через особливості технологічного процесу та асор-тименту продукції. За такої ситуа-ції доцільно змішувати виробничі стоки з господарсько-побутови-ми. Концентрація фосфору в стіч-них водах молокозаводів достат-ня для розвитку мікрофлори на очисних спорудах. Мікробіологічне забруднення стоків молочної промисловості невисоке, це в основному мікро-організми, що спричиняють мо-лочнокисле, спиртове, пропіо-новокисле та маслянокисле бродіння. Закиснення середо-вища негативно впливає на екс-плуатацію очисних систем, які працюють за принципом аероб-ної ферментації. Стічні води молокоперероб-них підприємств належать до кон-центрованих, тому використову-вати для їх очищення стандартну технологію очищення міських сто-ків неможливо. Підвищення в останні роки ін-тересу до використання анае-робної ферментації (метанове бродіння) зумовлене необхідніс-тю контролю ситуації внаслідок поширення забруднення навко-лишнього середовища госпо-дарсько-побутовими та промис-ловими відходами. За-гальний об'єм стоків становить близько 1800 м3 на добу. Найбільш забруднені стічні води цеху, де ви-робляють вершкове масло. На основі аналізу стічних вод та попередніх розробок щодо створення технології очищення концентрованих стоків з застосу-ванням метанового бродіння як ступеня попереднього очищення відпрацьовані режими анаероб-но-аеробної обробки стоків маслозаводу. За кількісним та якісним скла-дом забруднень стоки молоко-переробних підприємств - доб-ре поживне середовище для розвитку метаноутворюючих мік-роорганізмів. При використанні анаеробної ферментації утво-рюється біогаз, Вихідне значення ХСК стічних вод маслозаводу становить 2400 мг Ог/л. Під час метанового зброджування при швидкості роз-ведення 0,02-0,04 год~1 величина ХСК зменшувалась до 200 мг Ог/л, рН зростала до 6,5-7, вміст амо-нійного азоту збільшувався до 40 мг/л, що свідчило про інтенсив-ність розкладання білкових речо-вин. Ефект попереднього очищен-ня становив 85% за ХСК. Внаслідок аеробної фермен-тації ХСК зменшувалось до 40-60 мг Ог/л, концентрація амонійного азоту - до 2,5 мг/л, що свідчило про процес нітрифікації, Доочи-щення в біофільтрі забезпечує зни-ження ХСК до 10-20 мг Ог/л, Ефект очищення при використанні пов-ної схеми, включаючи метанову, аеробну ферментацію та біологіч-ну фільтрацію, становив 95-97%, До складу очисних споруд Но-воград-Волинського сиркомбінату входять пісковловлювач, проясню-вач, чотирисекційний аеротенк об'ємом 2000 м3 з низьконапірною аерацією, вторинний відстійник, піщані фільтри, хлораторний і му-ловий майданчики. Проте, вони не забезпечують якість очищення, пе-редбачену проектом. Через не- досконалість технології, яка не бе-ре до уваги специфіку забруднень даної категорії стічних вод. Складність біохімічного очи-щення стічних вод молокозаводів в аеротенках в тому, що стоки містять лактозу, яка швидко мета-болізує, і білки, що повільно роз-кладаються аеробними мікро-організмами. Для інтенсифікації очищення стоків цього підприємства слід оптимізувати процес повітропос-тачання та включити в технологію очищення стадію метанової фер-ментації. За низьких значень ХСК засто-совувати метантенки економічно невигідно. Використання лише аеротенка з оптимальним повіт-ропостачанням і біофільтра для очищення стічних вод підприємс-тва при вихідному значенні ХСК 1000 мг Ог/л дає можливість змен-шити його величину після перебу-вання стоків в аеротенку протя-гом доби до 60-40 мг Ог/л, на ви-ході з біофільтра - до 20 мг Ог/л. Використання метанової фер-ментації дозволяє додатково от-римати метан та білкову біомасу. В біомасі мікроорганізмів очисних споруд азот міститься, як прави- ло, в амонійній та білковій фор-мах, які легко мінералізуються та активно впливають на підвищення ґумусності ґрунтів. Високий вміст біогенних елементів дозволяє сут-тєво знизити використання міне-ральних добрив, особливо фос-форних, які є необхідним фоном під час внесення в ґрунт органіч-них добрив. Особливістю активного мулу метанової ферментації є високий вміст ціанокобаламіну - 40-50 мкг в 1г сухої речовини, тоді як в актив-ному мулі, що утворюється під час аеробного окиснення, 25-30 мкг в 1 г Це дає можливість викорис-тання анаеробного активного му-лу як кормового вітаміну Віг. За результатами аналізу тео-ретичних і експериментальних розробок нами опрацьовано схему, яка включає стадію мета-нової ферментації - для попе-реднього оброблення концен-трованих стічних вод, аеробну ферментацію - як основний етап очищення і біологічну фільтрацію - для доочищення. Застосування запропонованої схеми дозволяє практично повністю очистити такі стоки та поліпшити стан гідро-сфери країни. Однією з найважливіших проблем розвитку народ-ного господарства Украї-ни є охорона водних ресурсів. Це пов'язане з тим, що промислові підприємства є не тільки потужни-ми споживачами свіжої води, а й постачальниками значної кіль-кості стічних вод, які характеризу-ються високим рівнем забруднен-ня. У цьому плані особливу увагу привертають стоки тваринництва. Типові свинокомплекси мають потужність від 8 000 до 110 000 го-лів на рік. Велика щільність тва-рин, їх концентрація на відносно невеликій території створюють реальну загрозу навколишньому середовищу. Стічні води комплексів по ви-рощуванню свиней - це загаль-ний каналізаційний сток, що міс-тить рідкий гной, виробничі та гос-подарсько-побутові води, Об'єм їх залежить від способу утриман-ня тварин, їх поголів'я, віку та виду тварин, тривалості стійлового пе-ріоду, прийнятої системи вида-лення гною, виду кормів тощо. До-бова кількість стоків може стано-вити 5-6 л на одну тварину. Концентрація забруднюючих речовин у таких стоках в багато разів вища, ніж у стоках інших ви-робництв, а тим більше господар-сько-побутових. Так, стічні води мають високий вміст завислих часточок - 20 г/л, біхроматна окиснюваність становить 18 г/л, вміст азоту- 1,7 г/л, реакція сере- довища близька АО нейтральної. Стоки свинокомплексів за бактеріологічними показниками належать до значно забруднених (колі-індекс досягає 20» 108), міс-тять хвороботворні мікроорганіз-ми, Також у цих стічних водах вияв-ляють значну кількість яєць та ли-чинок гельмінтів (аскариди, воло-соголовець та ін.). В 1 л стоків сви-нокомплексу виявлено 20 яєць аскариди. Такий високий рівень забруд-нення стоків небезпечними речо-винами зумовлює необхідність пошуку високоефективних та еко-номічно доцільних технологій їх переробки та знешкодження. Найбільш поширеними методами обробки таких стічних вод є їх вит-римування протягом кількох міся-ців у відстійниках-накопичувачах, що не забезпечує необхідного зниження вмісту забруднюючих речовин, потребує значних площ землі, є джерелом розмноження хвороботворних бактерій, мух, неприємних запахів, забруднен-ня атмосфери та ґрунтових вод. Застосування загальноприй-нятої технології біологічного очи-щення в аеробних умовах вима-гає обов'язкового розведення стічних вод до вмісту забруднень не більше 1,5-2 г Ог/л за показни-ком хімічного споживання кисню (ХСК). Розведення стоків, з одно-го боку, збільшує, витрати чистої води, з іншого - кількість стічних вод. При дуже високій концен- трації органічних речовин у сто-ках значно зростає потреба у кисні, необхідному для їх окис-нення. Можливість же інтенсивно-го насичення середовища кис-нем обмежується величиною розчинності його у воді. Тому слід розробляти та впро-ваджувати технології, які дають змогу не лише вилучати із стоків ос-новну масу забруднюючих речо-вин, а за рахунок використання ут-ворених кінцевих продуктів знижу-вати витрати на впровадження но-вої технології. Складовими етапа-ми такої технології мають бути ме-танова ферментація (як основна стадія очищення) та аеробне окиснення (як стадія доочищення). Метанове бродіння відбува-ється в анаеробних умовах під впливом специфічних метанопро-дукуючих бактерій (Methanococ-cus, Methanosarcina, Methano-Pacterium, Clostridium тощо). Більш інтенсивно метанове бро-. діння здійснюється при підвищен-ні температури (до 45-55 °С). Про-цес, на відміну від аеробного очи-щення, відбувається досить ефек-тивно навіть при невеликому вміс-ті основних біогенних речовин (азот, фосфор), Ефективність процесу значно підвищується при використанні біогазу, що утворюється як кінце-вий продукт метаногенезу і на 70-80% складається з метану. Це дозволяє використовувати біо-газ як альтернативне джерело енергії. У багатьох країнах світу (США, Індія, Китай) створені, ап-робовані та введені в експлуата-цію малогабаритні фермерські та великі промислові установки з переробки стоків тваринництва у біогаз. У нашій країні створена біогазова установка на свино-фермі компанії "Агро - Овен" в с. Єленівка Дніпропетровської об-ласті, намічено впровадження біогазової установки у фермер-ському господарстві "Екран" у с Світле Донецької області, Активний мул, що накопичу-ється під час бродіння, збагачу-ється багатьма біологічно актив-ними речовинами, зокрема, ціа-нокобаламіном. Специфічні умо-ви перебігу процесу (відсутність кисню, висока температура) за-безпечують звільнення стоків від яєць гельмінтів, патогенних мікро-організмів, насіння бур'янів. Це дозволяє використовувати мул як повноцінне добриво, а у пер-спективі - як кормову добавку у тваринництві. Співробітники кафедри біохі-мії та екології харчових вироб-ництв протягом багатьох років досліджують та впроваджують технології метанового бродіння для очищення стоків різних галу-зей народного господарства. Велика робота проведена і з розробки технології очищення стоків свиноферм. Стічні води є світло-коричне-вою полідисперсною рідиною з специфічним запахом. Основні показники стічної рідини: ХСК 20 г Ог/л, вміст завислих речовин 38 г/л, сухих речовин - 88 г/л, рН 6,8. Бродіння проводилось у лабо-раторних метантенках безперер-вним способом при температурі 45 °С. Контроль процесу здійсню-вався за наступними показника-ми: ХСК, рН, кількість виділеного біогазу, вміст у ньому метану, віта- мінний склад мулу, вміст амінокис-лот, білків, мікроелементів тощо. Під час бродіння вміст забруд-нюючих речовин за ХСК знизився до 1,4 г Ог/л, тобто ефект очищен-ня досягав 90%. Отримана рідина цілком може бути спрямована на доочищення з використанням ае-робних методів. Вихід біогазу під час очищення становив 10-15 л на 1 л стічної рі-дини, Вміст метану в біогазі дося-гав 80%. Розрахунки теплового баланс метантенка показали, що під час бродіння виділяється така кількість біогазу, яка достатня не лише для повного забезпечення метантенка необхідною енергі-єю, а й майже 50% його може бу-ти спрямовано на потреби основ-ного виробництва. Активний мул характеризував-ся значним вмістом вітамінів коба-ламінової групи. Так, у порівнянні з початковим субстратом загаль-ний вміст вітамінів збільшився у се-редньому в 4 рази залежно від умов перебігу процесу. Загальна кількість активних форм кобаламі-ну (вітамін В12, фактор III) станови-ла при цьому 38,18 мкг на 1 г стіч-ної рідини. Під час збродження стоків тва-ринницьких ферм утворюється та-кож значна кількість інших вітамінів групи В: тіаміну - 1-2,9 мкг/г; ри-бофлавіну - 12-13 мкг/г; нікотино-вої кислоти - 102 мкг/г; піридокси-ну - 0,61-0,62 мкг/г; біотину -0,17-0,33 мкг/г. Вихід деяких вітамі-нів значної мірою залежить від умов проведення процесу. Так, в термофільному режимі кількість накопиченого у мулі тіаміну на 64%, а біотину - на 48% більше, ніж в мезофільному режимі Біомаса активного мулу міс-тить у перерахунку на сухі речо-вини: сирий протеїн - 45-47%; жир - 2-4%. В 1 г сухої біомаси містить-ся майже 220 мг амінокислот, в то- му числі всі незамінні, Характер-ною особливістю амінокислотно-го складу активного мулу є підви-щений вміст аспарагінової та глу-тамінової амінокислот, гліцину, лейцину, лізину. За даними дос-лідження в золі виявлені фосфор, калій, натрій, кальцій, залізо, мар-ганець тощо, Розроблена комплексна тех-нологічна схема обробки стоків свинокомплексу, яка включає наступні стадії: накопичення стіч-них вод у збірнику-змішувачу; пі-дігрівання субстрату у теплооб-міннику до температури, за якої здійснюється процес бродіння; збродження стічної рідини у ме-тантенку; розділення води та ак-тивного мулу; надлишок анаероб-ного мулу направляють на при-родне підсушування на мулових майданчиках, після чого викорис-товують як органічне добриво; ос-вітлену воду направляють на ае-робне доочищення в аеротенках до показників, що дозволяють скидати її у природні водойми. Аеробне доочищення відбува-ється в дві стадії. Ступінь очищен-ня 98,7%, Надлишок аеробного активного мулу з відстійників після аеротенків подають на зброд-ження у метантенк, що забезпе-чує ще більший вихід біогазу, Таким чином, впровадження запропонованої технології очи-щення та знешкодження високо-концентрованих стічних вод сви-нокомплексів дає змогу не лише досягти практично повного вилу-чення забруднюючих речовин, а й значно поліпшити економічні показники процесу внаслідок використання енергії біогазу та надлишкового анаеробного му-лу, що містить цінні біологічні спо-луки. Отже, використання цієї технології є економічно вигідним рішенням конкретної екологічної проблеми.
1 2 3 4 5 Категория: Екологія \| Добавил: Aspirant (17.04.2014)
Просмотров: 513 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: