Главная страница
Сведения об авторах

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДСКИХ МОЛОКОЗАВОДОВ

Кельина С. Ю., Яцунская С. Ю., Национальный университет кораблестроения, Николаев, Украина Дедков Ю. М., Московский государственный областной университет, Москва, Россия

В последние годы резко возросло производство молочных и кисломолочных продуктов. Объем сточных вод крупного молокоперерабатывающего завода достигает 1000 м³/сут. При переработке 1 т молока на молокоперерабатывающем заводе образуется 1,8—2,0 м³ стоков, а на сыродельном — 6—9 м³.
Эти воды, сброшенные без надлежащей очистки в природные водоемы, могут привести к массовой гибели рыб и других водных организмов, что связано со взаимодействием при окислении органических компонентов этих стоков с растворенным в воде кислородом. Кроме того, органические кислоты (в основном молочная), образующиеся в процессе скисания молока при получении творога, кефира и других кисломолочных продуктов, подкисляют сточные воды до рН, равного 3—4.
Наиболее важными показателями сточных вод являются величины ХПК и БПК, рН, взвешенные вещества (сухой остаток). Реже определяются общий и аммонийный азот, фосфор, ПАВ.
Температура сточных вод колеблется в пределах 16—33°С. Среднемесячная температура зимой составляет 17—18°С, летом — 25—28°С. Более высокая температура по сравнению с бытовыми сточными водами обусловлена применением горячей воды для мойки оборудования и помещений.
Величина рН обусловлена особенностями технологического процесса и ассортиментом выпускаемой продукции. Для городских молокозаводов, выпускающих кисломолочную продукцию, рН составляет 3,5—4, для сыродельных заводов величина рН приближается к нейтральной или слабощелочной. Необходимо также учитывать промывку оборудования слабым раствором соляной кислоты.
Для предотвращения закисания сточных вод предлагается интенсивная аэрация, которая задерживает анаэробные процессы брожения. При нейтрализации стоков известковым молоком брожение не прекращается, однако образуется устойчивая буферная система.
Наличие взвешенных веществ обусловлено попаданием в сточные воды твердых продуктов переработки молока и частиц грязи, смываемых с рабочих поверхностей оборудования и помещений. Большую часть взвесей (до 90%) составляют органические вещества белкового происхождения. Концентрация их колеблется в широких пределах — от 55 до 1200 мг/л, в среднем 300-600 мг/л.
Величина ХПК сильно колеблется в зависимости от стадий производственного процесса, поэтому стоки уравнивают, используя аэрируемые усреднители.
Азот в сточных водах содержится в виде аминогрупп белковых соединений. Аммонийный азот обусловлен попаданием аммиака из компрессорных цехов. Сточные воды обычно содержат 3,4—3,8% азота от величины ХПК.
Стандартные схемы очистки предполагают стадии механической и биохимической очистки, которые, как правило, не дают снижения показателей до рекомендуемого уровня.
Авторами изучена возможность применения дополнительных эффективных операций очистки — коагуляции и флокуляции.
В качестве коагулянтов были опробованы традиционные реагенты, широко применяемые для этого процесса, — сернокислый алюминий и полиоксихлориды алюминия, железо хлорное и известь негашеная. Лучшие результаты были достигнуты при использовании негашеной извести. Во-первых, из всех коагулянтов она является наиболее дешевым продуктом; во-вторых, ее применение не требует дополнительного подщелачивания с использованием каустической соды; в-третьих, ионы кальция образуют с анионами органических кислот малорастворимые соли, которые хорошо сорбируются на поверхности частиц гашеной извести. Применение в качестве коагулянта негашеной извести имеет свои особенности. Основным компонентом реагента является оксид кальция — СаО. В реагенте не допускается наличие карбоната кальция СаСО₃, т. е. известняк необходимо хорошо отжигать, а готовая негашеная известь должна храниться в закрытой упаковке с минимальным доступом паров воды и углекислого газа. При увеличении содержания карбоната кальция резко ухудшаются коагуляционные свойства реагента.
В качестве флокулянтов были опробованы катионные и неионогенные флокулянты. Изучалось флокулирующее действие неионогенных флокулянтов — полиакриламид-геля (аммиачный, ТУ 6-01-1049-92, 8%-ный, произведен в России), высокомолекулярных полиакриламидов Fennopol N200 E (изготовитель Kemira, Финляндия), Magnafloc Mf 351 (производитель Ciba, Германия). Из катионных флокулянтов были опробованы сополимеры акриламида и триметиламмоний этилакрилата Zetag 7655 (М = 10 млн, плотность заряда — 50%), Zetag 7557 (М = 7 млн, плотность заряда — 50%), Zetag 7652 (М = 16 млн, плотность заряда — 50%), Zetag 7689 (М = 14 млн, плотность заряда — 70—80 %), Zetag 7623 (М = 14 млн, плотность заряда — 30%), низкомолекулярного (М < 1 млн) сополимера диметиламина и аллилхлорида (polydadmac) Magnafloc 368 (производитель Ciba, Германия).
Лучшие результаты показали высокомолекулярные неионогенные полиакриламиды. Низкомолекулярный полиакриламид-гель практически не образовывал хлопьев. Катионные флокулянты хорошо себя зарекомендовали для сточных вод с повышенным содержанием анионных ПАВ, которые поступают в воды при мойке оборудования и стирке спецодежды. Величина молекулярной массы практически не влияла на процесс флокуляции, лучшую флокулирующую способность имеют реагенты с высокой плотностью заряда.
Процессы коагуляции и флокуляции изучали на реальных сточных водах городского молокозавода. Эксперименты проводили в стаканах емкостью 1 л при постоянном перемешивании мешалками с регулируемой скоростью от 3 до 30 об/мин при температуре 15—30°С.
Оптимальные результаты получили при следующих параметрах процесса: доза вводимого коагулянта — 3 мл суспензии гашеной извести на 1 л сточной воды; время перемешивания — 1 мин. Наблюдали четкое образование взвеси труднорастворимых кальциевых солей. После образования взвеси в реакционный сосуд добавляли 3 мл 0,1%-ного водного раствора флокулянта и продолжали перемешивание. Скорость вращения уменьшали до 10—15 об/мин. В течение 1—2 мин наблюдали образование крупных объемных хлопьев, которые оседали в течение 1—2 мин (высота оседания составляла 15 см). Сгущение осадка наблюдали еще в течение 2—3 мин. Основные показатели качества сточных вод представлены в таблице.

Таблица

Основные характеристики сточных вод городских молокозаводов

Данные таблицы показывают, что введение коагуляции и флокуляции значительно улучшает основные показатели качества вод. Эти операции могут применяться в сочетании с механической и биохимической очисткой.

TREATMENT OPTIONS FOR DAIRY PLANT EFFLUENTS

Kel'ina S. Yu., Yazunskaya S. Yu., National University of Ship-Building, Mykolaiv, Ukraine
Dedkov Yu. М., Mosсow State Oblast Uuniversity, Moscow, Russia

The paper discusses the potential applications of coagulation and flocculation processes for increasing the efficiency of dairy plant effluent treatment. It demonstrates the feasibility of applying the slaked lime and non-ionic high-molecular polyacrylamide Fennopol N200 E (Kemira, Finland), Magnafloc Mf 351 (Ciba, Germany) for coagulation and flocculation.

Главная страница

Сведения об авторах

Кельина Светлана Юрьевна, к. х. н., доц., зав. кафедрой химии, Национальный университет кораблестроения им. адмирала Макарова, просп. Героев Сталинграда, 9, Николаев, 54025, Украина. Тел. (0512) 39-73-81, факс (0512) 42-46-52. E-mail: sk21dogrambler.ru

Яцунская Светлана Юрьевна, магистрант, кафедра экологии, Национальный университет кораблестроения им. адмирала Макарова, просп. Героев Сталинграда, 9, Николаев, 54025, Украина. Моб. тел. (067) 990-43-57

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 24.04.07