Możliwość beztlenowej biodegradacji zanieczyszczeń zawartych w permeacie po nanofiltracji serwatki kwaśnej

Serwatka jest ubocznym produktem przeróbki mleka na twarogi, sery podpuszczkowe czy kazeinę. Stanowi ona od 65% do 80% w stosunku do objętości wykorzystywanego mleka. Taka rozpiętość wynika z technologii produkcji, na którą składają się metody wytrącania białka i stopień jego osuszenia. Ze względu na skład oraz parametry fizyczno - chemiczne, serwatka dzieli się słodką (podpuszczkową) oraz kwaśną (kwasową). Serwatka słodka powstaje w wyniku ścięcia mleka enzymem - podpuszczką, natomiast serwatkę kwaśną uzyskuje się w wyniku koagulacji mleka. Ze względu na znaczną produkcję serów twarogowych i termizowanych, w Polsce wytwarza się duże ilości serwatki kwaśnej [16, 19]. Szacuje się, iż roczna produkcja serwatki w roku 2006 wynosiła w Polsce 3 mld dm3. Ze względu na wysoką koncentrację związków organicznych substancja ta stanowi potencjalne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Odpad ten charakteryzuje się wysokim wskaźnikiem BZT5 wynoszącym od 30 000 do 50 000 g O2/dm3, podczas gdy średnie BZT5 ścieków mleczarskich mieści się w granicach od 800 do 2000 g O2/dm3 [10]. Odprowadzenie serwatki wraz ze ściekami bezpośrednio do zbiorników wodnych spowoduje daleko idące zmiany i degradację naturalnych ekosystemów. Koniecznością jest poszukiwanie oraz wdrażanie nowych technologii zmierzających do całkowitego zagospodarowania i unieszkodliwienia serwatki. Wiele działań zmierzających w tym kierunku podejmuje się na świecie, wykorzystując głównie techniki membranowe [11, 22]. Procesy te gwarantują uzyskanie dobrej jakości tego wysokowartościowego produktu do dalszego wykorzystania. Również w Polsce pracują w skali przemysłowej urządzenia wykorzystujące technikę membranową, a wiele kolejnych jest projektowanych i uruchamianych w zakładach mleczarskich. Charakterystyczną cechą filtracji membranowej jest to, iż separacja składników ma charakter czysto fizyczny i nie ulęgają one przemianom termicznym, chemicznym czy biologicznym. Ze względu na modułową konstrukcję instalacji można ja dostosować do każdej skali produkcyjnej [10]. Produktami otrzymanymi w procesach membranowego przerobu serwatki kwaśnej są cenne surowce: skrystalizowany proszek o wysokiej lub niskiej zawartości wapnia, proszek koncentratu białek serwatkowych oraz proszek laktozowy. Wykorzystanie tej technologii wiąże się z powstawaniem dużych ilości produktu odpadowego - permeatu. Charakteryzuje się on wysokimi wartościami wskaźników ChZT, BZT5, substancji biogennych oraz niskim pH, a to stanowi zagrożenie dla naturalnych ekosystemów i sprawia trudności w prawidłowej eksploatacji biologicznych oczyszczalni ścieków [11]. Istnieje, zatem uzasadniona potrzeba poszukiwania i wdrażania nowych, skutecznych oraz ekonomicznie uzasadnionych technologii pozwalających na degradację zanieczyszczeń zawartych w permeacie pochodzącym z membranowych procesów przeróbki serwatki. Opracowanie wydajnej metody unieszkodliwiania tego typu zanieczyszczeń rozwiąże problemy sektora mleczarskiego związane z zagospodarowaniem i utylizacją tego odpadu. Alternatywą dla obecnie stosowanych systemów tlenowego oczyszczania ścieków, mogą się stać technologie oparte na beztlenowym rozkładzie substancji organicznych [5, 6, 21]. Układy anaerobowe funkcjonują najczęściej jako samodzielne systemy zapewniające jakość ścieków na wymaganym poziomie (ładunek zanieczyszczeń organicznych eliminowany jest w przedziale 70÷90%) lub jako I stopień usuwania zanieczyszczeń, po których następują kolejne etapy oczyszczania. Podstawowymi rozwiązaniami technologicznymi są reaktory kontaktowe, filtry beztlenowe, reaktory fluidalne, reaktory wstępujące typu UASB lub EGSB [8, 9].

Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne, nauki ścisłe i przyrodnicze
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki o ziemi i środowisku