Технические решения очистки стоков молочного производства
Предприятия молочной промышленности относятся к типу ресурсо-затратных производств. Помимо высокой энергоемкости процесс производства молочных продуктов отличается большим потреблением воды, что неизменно приводит к образованию загрязненных стоков. В зависимости от типа предприятия, ассортимента выпускаемой продукции и объемов производства величина водопотребления может колебаться от 4 до 7 кубических метров воды на 1 тонну перерабатываемого молока. После прохождения всех циклов большая часть воды, содержащей в своем составе целый спектр загрязняющих веществ, попадает в водоем либо канализационные сети.
Состав сточных вод, сбрасываемых в водные объекты и передаваемых в сети водоканала, строго регламентируется законодательством. Нормативы водоотведения в централизованные системы канализации установлены Постановлением Правительства РФ №644. Сброс в водоем рыбохозяйственного назначения должен осуществляться в соответствии с требованиями Приказа Минсельхоза РФ от 13.12.16 №552. И в том, и в другом случае без глубокой очистки стоков на современном очистном оборудовании не обойтись. Любое нарушение нормативов может привести не только к серьезным штрафным санкциям, но и взысканию компенсации за нанесенный окружающей среде ущерб.
Специфика состава стоков молочного производства
На предприятиях молочного производства образуется следующие виды сточных вод, отличающихся по составу:
1. Ливневые стоки, представленные талыми и дождевыми водами, содержащими большое количество взвешенных веществ и иных загрязнений, смываемых с территории предприятия.
2. Хозяйственно-бытовые стоки, включающие объем, поступающий от санузлов, душевых, столовых с высоким содержанием органических веществ.
3. Производственные стоки, поступающие от мойки оборудования и автотранспорта, охлаждения молока и других молочных продуктов, восстановления сухих молочных продуктов, имеющие сложный неоднородный состав и залповый характер.
Наиболее загрязненными являются производственные стоки. В таблице приводятся сравнительные величины, позволяющие сопоставить фактические показатели стоков с нормативными.
| Наименование | Единица измерения | Нормативы по Приказу Минсельхоза | Фактические показатели |
| Взвешенные вещества | Мг/л | Фоновые значения +0,75 | 100-350 и выше |
| рН | Соответствие фоновым показателям | 4,0-10,0 | |
| ХПК | Мг/л | 30,0 | 1500-3000 |
| БПКпол | Мг/л | 3,0 | 1200-2400 |
| Фосфат-ион | Мг/л | 0,05-0,20 | 3,0-8,0 |
| Азот аммонийный | Мг/л | 0,40 | 20,0-40,0 |
Фактические показатели варьируют в зависимости от ассортимента выпускаемой продукции, сезонности изменения объемов, состава тех или иных компонентов, входящих в сырье. Применение современных моющих средств в процессе мойки технологического оборудования, использование красителей, стабилизаторов, консервантов, растительных жиров серьезно изменили качественный состав стоков.
Проблемы очистки стоков современного молочного производства
Наряду с новыми предприятиями, укомплектованными новейшим оборудованием, продолжают функционировать молокозаводы, построенные в советский период, и имеющие очистные сооружения классического типа из трех основных ступеней очистки: первичного и вторичного отстойников и промежуточного основного цикла, выполняемого в аэротенках. Такие сооружения имеют довольно низкую эффективность очистки и рассчитаны на удаление сыворотки, ранее легко находившей применение в животноводстве.
Сейчас реализация сыворотки стала большой проблемой из-за высоких затрат по перевозке. Производство сухого порошка из сыворотки требует больших капиталовложений. Все это приводит к тому, что сыворотка, обладающая высоким содержанием азото- и фосфоросодержащих соединений, попадает вместе с остальными стоками на очистные сооружения, вызывая рост нитчатых бактерий, угнетение и даже гибель активного ила. Выход из строя сложной системы очистных сооружений, залповый сброс неочищенных стоков, гибель биологических ресурсов водоемов, штрафные санкции природоохранных и санитарных органов, возмещение экологического ущерба – цепочка последствий, неизменно выстраивающаяся вслед за этим.
Технологии очистки сточных вод молочных заводов
Ключевые этапы очистки стоков молочных производств зависят в первую очередь от конечного пункта сброса. Если сброс осуществляется в централизованные сети водоотведения, ориентиром являются нормативы, утвержденные органами местного самоуправления и декларацию, характеризующую состав и свойства сточных вод. В данном случае стоки поступят на очистные сооружения водоканала и не требуют глубокой очистки.
Очистные сооружения для молочного производства состоят из нескольких блоков, включающих три основные стадии очистки: механическую, физико-химическую и биологическую. Эти методы могут использоваться самостоятельно или комбинироваться в зависимости от степени загрязнения и объемов стоков.
1. Механическая очистка производится с помощью решетки, извлекающей более крупные фракции и песколовки, задерживающей минеральные примеси и органические частицы в виде осадка. На этой же стадии улавливается жир в жироуловителях. Возможно применение комбинированных установок, осуществляющих все процессы механической очистки в одном корпусе.
2. Физико-химическая очистка. Неравномерность поступления стоков и их неоднородный состав обуславливает использование усреднительной емкости, в которой, в зависимости от величины рН сточные воды нейтрализуются либо кислотой, либо щелочью. Далее стоки поступают во флотационную установку, в которой потоком пузырьков воздуха поднимаются на поверхность и удаляются нерастворенные органические вещества и взвеси. Флото-шлам удаляется с поверхности и дна флотационной камеры, и после обезвоживания и обеззараживания отправляется на утилизацию. Для повышения эффективности установки используются флото-реагенты, дозированно подаваемые в стоки перед установкой. При низкой загрязненности исходных сточных вод на этой стадии условно очищенная и обеззараженная вода может быть передана в централизованные сети с целью дальнейшей их очистки.
3. Биологическая очистка. При осуществлении сброса в водные объекты к качеству очищенных сточных вод предъявляются повышенные требования, и без дополнительной глубокой очистки не обойтись. Биологический метод очистки основывается на жизнедеятельности живых организмов: простейших и микроорганизмов, использующих в качестве питания органические соединения. В ходе очистки происходит значительное снижение концентрации БПК, ХПК, жиры, азота, фосфора и других загрязняющих веществ. При биологической очистке применяются биореакторы, аэротенки, биофильтры, метантенки. Процесс очистки может происходить в аэробных или анаэробных условиях и, как правило, сопровождается образованием взвеси, удаляемой во вторичных отстойниках.
Очищенные сточные воды перед сбросом в водоем подвергаются обеззараживанию.
Выбор технологии очистных для молочных заводов зависит от характеристик предприятия: состава и количества исходного продукта, фактических и планируемых объемов стоков, имеющихся площадей для расположения оборудования, степени необходимой очистки и множества других параметров. Для подбора оптимального варианта технологического решения необходим индивидуальный подход, учитывающий нюансы молочного производства.