ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ АНАЭРОБНО-АЭРОБНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МОЛОКОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Authors: Ле Хыонг Тхао , Хабибуллин Рустем Эдуардович , Петров Андрей Михайлович 
Published: April 2022

Одним из перспективных направлений альтернативной энергетики является использование возобновляемой энергии биомассы, в первую очередь отходов агропромышленного комплекса, с получением биогаза. Биогаз представляет собой климатически нейтральный возобновляемый источник энергии, который имеет ряд преимуществ с точки зрения вклада в декарбонизацию по сравнению с другими видами «зеленой» энергетики. Последние десятилетия одним из признанных лидеров в области развития биогазовой технологии и биоэнергетики является Европа. История развития этой отрасли альтернативной энергии переживала периоды бурного роста, интенсивного развития и завоевания европейского рынка, однако в последние годы отрасль испытывает серьезные проблемы, описанные на примере Германии. С учетом этих проблем анаэробные технологии очистки сточных вод, также получающие биогаз в качестве вторичного продукта, выглядят предпочтительной альтернативой технологиям переработки органических отходов сельского хозяйства и энергетической биомассы, поскольку лишены присутствия вторичного спутника метаногенного сбраживания отходов – органической фракции, создающей основные экологические проблемы и снижающей экономическую эффективность процесса. Республика Татарстан является одним из лидеров в Российской Федерации по переработке молока, а этот процесс вызывает образование большого количества концентрированных сточных вод. В связи с этим представляло интерес оценить эколого-экономическую эффективность технологии биологической анаэробно-аэробной очистки сточных вод молокоперерабатывающего предприятия, работающего на территории Республики Татарстан. Представлена методика и исходные данные для расчета. Показано, что при очистке по усовершенствованной анаэробно-аэробной технологии годовой эколого-экономический эффект на действующем предприятии может составить 147 тысяч рублей. Представлены результаты расчета количества альтернативного климатически нейтрального источника энергии – биогаза. При внедрении усовершенствованной анаэробно-аэробной очистки сточных вод на действующем предприятии объем биогаза может составить до 104 тыс. м3 условного газообразного топлива, а в масштабах Республики Татарстан – до 8.3 млн. м3 условного топлива в год. Расчет коэффициента воспроизводства энергии показал его достаточно высокое значение (около 18.4) при реализации разработанных усовершенствований, что указывает на экономическую привлекательность анаэробно-аэробной очистки сточных вод предприятия по переработке молока с получением биогаза.

Библиографические ссылки

1. Баланов П.Е., Смотраева И.В., Иванченко О.Б., Хабибуллин Р.Э. Биотехнология и биоэнергетика в решении вопросов экологии // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18, № 5. C. 229‒232.2. Будущее биогаза в Европе. Часть 1. Декарбонизация htpps://blog.nordicecocentre.com/2020/04/15/будущее-биогаза-в-европе-часть-1-декар (дата обращения 20.02.2022).3. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999. 41 с.4. Гоголева Н.А., Белькова С.В. Анализ использования биогаза в качестве альтернативного топлива на предприятии пищевой промышленности // Актуальные вопросы энергетики. 2020. Т. 2, №1. С. 126‒131. doi: 10.25206/2686-6935-2020-2-1-126-1315. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999. 32 с.6. Реестр перерабатывающих предприятий Республики Татарстан. https://www.dairynews.ru/news/v-top-100-zavodov-po-kolichestvu-lidiruet-tatarsta.html (дата обращения 20.02.2022).7. Рекус И.Г., Шорина О.С. Основы экологии и рационального природопользования. М.: Изд-во МГУП, 2001. 146 с.8. Фиапшев А.Г., Темукуев Т.Б., Кильчукова О.Х., Хамоков М.М. Энергетическое обоснование использования биогаза // Известия Горского государственного аграрного университета. 2014. Т. 51, № 4. С. 207‒211.9. Хабибуллин Р.Э., Петров А.М., Князев И.В. Анализ энергетической эффективности анаэробно-аэробной технологии очистки сточных вод молочного производства // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17,№1. С. 232‒234.10. Хабибуллин Р.Э., Петров А.М., Князев И.В., Крапивина Н.Ю. Влияние разделения фаз на эффективность процесса очистки сточных вод молочного производства // Георесурсы. 2011. Т. 41, №5. С. 22‒26.11. Хабибуллин Р.Э., Князев И.В., Хасанова Э.Ф., Петров А.М. Энергетический потенциал сточных вод пищевых производств Республики Татарстан в процессе их анаэробной очистки // ЕвразияБио-2010 / Сборник трудов II международного конгресса. М., 2010. С. 201‒203.12. Ahmad T., Aadil R.M., Ahmed H., Rahman U., Soares B.C.V., Souza S.L.Q., Cruz A.G. Treatment and utilization of dairy industrial waste: A review // Trends in food scienceand technology. 2019. Vol. 88. P. 361‒372. doi:10.1016/j.tifs.2019.04.00313. Demirel B., Yenigun O., Onay T.T. Anaerobic treatment of dairy wastewaters: A review // Process biochemistry. 2005. Vol. 40, №8. P. 2583‒2595. doi:10.1016/j.procbio.2004.12.01514. Demuynck M. Biogas plants in Europe: A practical handbook. Springer, 2007. 361 p.15. Göblös S., Portöro P., Bordás D., Kálmán M., Kiss I. Comparison of the effectivities of two-phase and single-phase anaerobic sequencing batch reactors during dairy wastewater treatment // Renewable energy. 2008. Vol. 33, №5. P. 960‒965.doi: 10.1016/j.renene.2007.06.00616. Slavov A.K. General characteristics and treatment possibilities of dairy wastewaters – a review // Food technology and biotechnology. 2017. Vol. 55, №1. P. 14‒28. doi: 10.17113/ftb.55.01.17.452017. Rajeshwari K.V., Balakrishnan M., Kansal A., Lata K., Kishore V.V.N. State-of-the-art of anaerobic digestion technology for industrial wastewater treatment // renewable and sustainable energy reviews. 2000. Vol. 4, №2. P. 135‒156. https://doi.org/10.1016/S1364-0321(99)00014-318. Tocchi C., Federici E., Scargetta S., D’Annibale A., Petruccioli M. Dairy wastewater polluting load and treatment performances of an industrial three-cascade-reactor plant // Process biochemistry. 2013. Vol. 48, №5‒6. P. 941-944. doi:10.1016/j.procbio.2013.04.00919. Weiland P. Production and energetic use of biogas from energy crops and wastes in Germany // Applied biochemistry and biotechnology. 2003. Vol. 109, №1‒3. P. 263‒274. doi: 10.1385/abab:109:1-3:263.20. Zhao K., Wu Y.W., Young S., Chen X.J. Biological treatment of dairy wastewater: A mini review // Journal of environmental informatics letters. 2020. Vol. 4. P. 22‒31. doi:10.3808/jeil.202000036