Анализ качества очистки сточных вод на предприятии молочной промышленности

DOI: 10.24411/9999-010A-2019-10129

В.А. ШАТЕЦКАЯ

Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти, Россия

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ПРЕДПРИЯТИИ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В данном статье мы рассмотрели работу на предприятии молочной промышленности, расположенном в Мурманской области, связанную с системой по очистке сточных вод. Предприятие занимается производством целого ряда молочной продукции: молока, кефира, йогуртов, творога.

Сточные воды предприятия представляют сложную систему с присутствием растворенных в воде взвешенных и эмульгированных частиц, загрязняющих стоки. Они содержат белковые растворы, нерастворимые хлопья белковых веществ, частицы жиров, растворимый молочный сахар, а также дезинфицирующие и моющие средства.

В соответствии с существующими требованиями, стоки молокоперерабатывающего предприятия перед их сбросом должны проходить очистку от загрязняющих веществ.

На предприятиях молочной промышленности вода после использования сбрасывается в канализацию, сточные воды составляют 80-90% от потребляемой предприятием исходной воды.

Сточные воды на предприятии молочной промышленности образуются в результате следующих видов производственной деятельности:

- восстановление сухого молока;

- мойка автоцистерн и емкостей при приемке молока;

- мойка молокопроводов, молочных насосов, тары, производственного и фасовочного оборудования;

- охлаждение сырья и продуктов, компрессорных установок;

- использование воды на хозяйственно-бытовые нужды предприятия

Очистные сооружения были введены в эксплуатацию в 1974 г. Их проектная мощность 350м/сут.

Очистка сточных вод на предприятии происходит следующим образом: сточная вода поступает в приемный резервуар, снабженный решетчатым контейнером с крупными прозорами 16 мм каждый, контейнер задерживает крупные включения. Затем с помощью насосов вода поступает в блок биологической очистки, разделенный на 5 отсеков разного назначения. Сточная вода проходит последовательно по этим отсекам. Сначала в анаэробном реакторе-денитрификаторе при участии иловой смеси происходит восстановление нитритов и нитратов до свободного азота, происходит активное перемешивание содержимого с воздухом.

Затем сточная вода поступает в аэротенк-нитрификатор 1 ступени очистки, здесь вода освобождается от растворенных органических соединений, в процессе участвуют микроорганизмы активного ила.

После этого сточные воды отстаиваются во вторичных отстойниках, где вода избавляется от активного ила и осветляется.

Затем вода поступает в аэротенк 2 ступени очистки. На этом этапе происходит более глубокая нитрификация и очистка от трудно окисляемых органических загрязнений.

© 2019 Шатецкая Виктория Александровна, tori167@yandex.ru

После прохождения двух ступеней биологической очистки вода скапливается в резервуаре для очищенной сточной воды, после чего обеззараживается раствором гипохлорита кальция Са(ОС1)2 в течение не менее получаса. Затем очищенная вода подается на выпуск. Схема этой системы очистки сточных вод показана на рисунке 1.

Рис. 1. Схема очистных сооружений молочного завода Примечание: 1 - приемный резервуар, 2 - насосная, 3 - денитрификатор, 4 - аэротенк 1 ступени очистки, 5 - аэротенк 2 ступени очистки, 6 - отстойник, 7 - хлораторная, 8 - контактный резервуар

Для всех веществ, содержащихся в сточных водах, установлены нормативы предельно допустимых концентраций. (Иванова и др., 2015) Для проведения анализа качества очистки сточных вод на предприятии были взяты и проанализированы пробы сточной воды. Оценивалось содержание загрязняющих веществ, а также показатели БПК и ХПК.

В таблице приведены данные по предельно допустимой концентрации веществ, а также качеству очистки сточных вод.

Таблица. Анализ качества очистки сточных вод на предприятии молочной промышленности

№ п/п Загрязняющее вещество Концентрация вещества, мг/л

ПДК На входе На выходе Эффективность очистки, %

1 БПКполное 3,0 1050,0 170,0 83,8

2 ХПК 15,0 2100,0 270,0 87,1

3 Взвешенные вещества 10,0 618,8 220,4 64,4

4 рН 7,0 10,8 7,2 33,3

5 Ион аммония 0,5 12,6 4,8 62

6 Нитриты 0,08 3,2 0,1 96,9

7 Нитраты 40,0 78,3 0,2 99,7

8 Сульфаты 100,0 253,0 29,5 88,3

9 Фосфаты 0,2 0,39 0,11 71,7

10 Хлориды 300,0 1876,0 315,2 83,2

11 Железо 0,1 0,58 0,27 53,4

На основании данных этой таблицы, мы можем сделать вывод, что концентрация взвешенных веществ превышена в 22 раза, концентрация аммонийного азота и нитритов в 8 раз, концентрация фосфатов в 5,5 раз. Таким образом, очистные сооружения не обеспечивают необходимой эффективности работы, сточная вода не соответствует качеству по основным показателям.

Для повышения качества очистки сточных вод на предприятии молочной промышленности предлагаем использовать мембранный биореактор.

Мембранный биологический реактор совмещает в себе биологическую очистку активным илом с мембранным фильтрованием. Для разделения очищенной после 514

биологической очистки воды и активного ила используется специальные микро- или ультрафильтрационные мембраны. Конструкция мембранного биореактора позволяет создать высокую концентрацию активного ила, способствуя повышению окислительной мощности данного метода очистки из-за гораздо более интенсивно проходящих процессов биологической очистки (Степанов и др., 2017).

В мембранных биологических реакторах процессы развития и адаптации активного ила проходят более полно, использование ила в практической деятельности упрощается, так как исключено возникновение проблем, таких как всплытие, пенообразование, гниение или вспухание, также благодаря использованию мембранных биореакторов снижается количество избыточного ила. Благодаря конструкции мембранных биореакторов обеспечивается стабильное качество очистки сточных вод в связи с высокой концентрацией активного ила (от 10 до 15 г/л), вода очищается до норм рыбхоза. (Степанов и др., 2017) Мембранные биореакторы занимают минимум площади, нечувствительны к залповым сбросам стоков, полностью автоматизированы, их просто интегрировать в существующую систему очистки. Они позволяют увеличить производительность без строительства дополнительных сооружений и позволяют экономить на эксплуатационных и капитальных затратах. Основным преимуществом данного метода является тот факт, что модернизацию существующих очистных сооружений с организацией эффективного технологического процесса очистки без дополнительных капитальных вложений в строительство можно провести при монтаже мембранных модулей непосредственно в аэротенке. Схема очистных сооружений после модернизации представлена ниже (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод после

модернизации

Примечание: 1 - приемный резервуар, 2 - насосная, 3 - денитрификатор, 4 - аэротенк 1 ступени очистки, 5 - мембранный биологический реактор, 6 - хлораторная, 7 - контактный резервуар

После внедрения данной технологии на предприятии ожидается повышение качества очистки сточных вод до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения, что позволит значительно снизить экологическую нагрузку на окружающую природную среду, а также ввести на предприятии оборотное водоснабжение.

Список литературы

Барабанова О.А. Экология: учеб. для вузов. Красноярск, 2011. 333 с.

Иванова А.О., Бариева Э.Р., Серазеева Е.В. Модернизация системы очистки сточных вод на предприятиях молочной промышленности // Вестн. магистратуры. 2015. № 12(51). С. 63-64.

Полищук И.И. Водопользование на предприятиях пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1989. 100 с.

Степанов С.В., Солкина О.С., Морозова К.М., Степанов А.С., Соколова Т.В., Жукова М.А. Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 2. С. 60-65.