По данным Госкомэкологии Пензенской области и Приволжского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, качество воды в пунктах наблюдения на основных реках области соответствует 3-му классу (умеренно загрязненные) [9]. В таких реках как Сура, Пенза, Кутля, Мокша, Сурском водохранилище периодически регистрируются превышения норм ПДК для рыбохозяйственных водоемов по многим веществам: нефтепродуктам, азоту аммонийного, ряда тяжелых металлов и др. Основной причиной такой ситуации является отсутствие достаточного количества очистных сооружений и моральный износ существующих сооружений. Показатели степени загрязненности основных рек области приведены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание загрязняющих веществ в реках Пензенской области
* — нет данных.
Анализ состояния загрязненности природной среды Пензенской области показывает, что несмотря на существенное падение объемов производства за последнее десятилетие и выполнения части мероприятий по охране окружающей среды, напряженность экологической обстановки в области существенно не снизилась. Высокий уровень загрязнения поверхностных вод приводит к деградации почв и лесных массивов и повышению уровня заболеваемости и смертности населения [3]. Среди отраслей промышленности, которые сбрасывают значительное количество сточных вод, загрязненных органическими веществами, одно из первых мест занимают пищевые и биотехнологические производства. Такими в Пензе являются АО «Биосинтез» и АО «Дрожжевой завод «Пензенский». Известно, что сточные воды дрожжевого производства наиболее загрязнены органическими веществами и занимают одно из лидирующих мест по количеству стоков. «Дрожжевой завод «Пензенский» существует более ста лет. Проведенная в конце80-х годов модернизация предприятия не предусматривала системы очистки стоков и выбросов из – за отсутствия необходимых площадей. Были запроектированы системы очистки ливневых стоков и утилизации отходов вспомогательных производств [5].На рисунке 1 показана схема существующих сбросов производственных и ливневых стоков в городскую канализацию. Высокие концентрации органических загрязнений (ХПК и БПК), соединений азота, сульфатов, соединений фосфора, меланоидов и других соединений, живые клетки дрожжей поступают в стоки без предварительной очистки [1]. Предприятие выплачивает высокие штрафы за превышение ПДК загрязнителей и объемов стоков. Расширение территории предприятия для создания очистных сооружений невозможно из – за плотной городской застройки. В настоящее время на заводе запланирована глубокая модернизация технологического процесса, цель которой состоит в повышении качества дрожжей, что неизбежно приведет к повышению объема стоков.
Рис 1. Существующая схема сбросов дрожжевого завода «Пензенский»
Основная масса стоков при производстве дрожжей образуется в процессе выделения товарных дрожжей. Выращенные маточные и товарные дрожжи выделяют из культуральной среды (среды, в которой они размножались), промывают холодной водой и сгущают до концентрации 500—600 г/л на специальных машинах-сепараторах. Для промывки дрожжей используют специальные бачки. Сгущенные дрожжи называют дрожжевым молоком. Их после сепарирования направляют в специальные сборники дрожжевого молока. Окончательное отделение дрожжей от жидкости происходит на специальных машинах, называемых вакуум-фильтрами или фильтр-прессами, в которые подают дрожжевое молоко из сборников. При этом дрожжи приобретают плотную консистенцию и форму пластин или пластов различной толщины. Сбрасываемая после сепарации в канализацию культуральная жидкость имеет различную концентрацию солей, органических веществ и дрожжевых клеток, наиболее высокая она после первой сепарации [10]. В процессе модернизации технологии производства возникает возможность создания системы очистки сбросов за счет освобождения неэффективно используемых площадей, уплотнения вспомогательных производств, использования новейших методов очистки стоков и утилизации образующихся отходов.
Рис 2 Проектируемая схема сбросов дрожжевого завода «Пензенский»
Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы:
механические, основаннные на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения;
химические, применяемые для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей;
физико-химические, использующие процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса.
биологические, использующие микроорганизмы – поглотители загрязнителей сточных вод.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Так как стоки дрожжевого производства содержат сложный набор неорганических растворимых соединений, органических веществ и живых клеток дрожжей, применение одного из перечисленных методов не позволяет провести максимальную очистку. В современных условиях качественная очистка возможна лишь комбинированием всех перечисленных методов. Например, фирма «КРЕАЛ» предлагает модульные и блочно – модульные установки очистки сточных вод типа БТ и БТФ различных типоразмеров и производительности [8]. Экологический центр водных строительных технологий предлагает блочные локальные очистные сооружения (БЛОС) производительностью от 15 до 4000 м3 в сутки. Агростройсервис предлагает комплектно-блочные очистные сооружения «БИОТОК-С» производительностью от 200 до 3000 м3 в сутки [4]. Все виды установок, предлагаемые фирмами, используют одни и те же методы очистки, варьируя их интенсивность, очередность и производительность. Отношение максимальной производительности предлагаемых модулей к занимаемой площади не превышает 10 т/м2 в сутки. При суточном сбросе сточных вод 2000 тонн площадь модулей очистки составит 200 м2 . В условиях дрожжевого завода «Пензенский» основным лимитирующим фактором применения блочных или модульных сооружений является острый дефицит свободных площадей. Даже освобождение территории завода от некоторых вспомогательных производств не решит проблемы размещения производимых различными фирмами очистных модулей. ЗАО «Сварог» предлагает технологию «Лазурь», которая предполагает использования ультрафиолетового излучения, ультразвука, акустических колебаний и предварительную водоочистку специальным реагентом «КАМК» [6]. В диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Быков А. В. описывает примененную им в Оренбурге на дрожжевом и хлебопекарном заводах систему очистки стоков основанную на использовании удерживания загрязнителей поляризованным материалом (силикагелем в электрическом поле), кавитацией для регенерации силикагеля и разрушения клеток микроорганизмов [1]. Использование этих технологий предполагает накопление стоков в бункерах-отстойниках для очистки от механических примесей и выравнивания потока стоков через технологическую установку. Большой объем стоков дрожжевого производства требует большого объема бункеров, что опять таки лимитируется малыми площадями завода. Поэтому возникает необходимость проектирования индивидуальной системы очистки сточных вод для конкретных условий нашего предприятия. Предпочтение при проектировании очистной системы следует отдать технологии «Лазурь» и Быкова А. В. Накопленные отходы после их сепарации можно использовать как витаминные кормовые добавки скоту. Процесс разработки проектного задания, проектирования очистного сооружения и его монтажа займет достаточно длительное время. В качестве временной меры предлагается производить очистку части стоков. Наибольшая концентрация загрязняющих веществ содержится в стоках после первой сепарации. Их предлагается направить на блочно-модульную установку типа БТ или «Лазурь» мощностью до 200 м3/сутки. Малые габариты установок позволяют разместить их на существующих площадях завода. В идеале желательно создание очистки воды с оборотными и замкнутыми системами водоснабжения, исключающие сброс воды в водоемы. Переход на бессточные системы, канализации или системы с минимальным сбросом сточных вод может быть осуществлен путем многократного использования отработанных вод и замены водяного охлаждения на воздушное [2,7]. Только при создании комплекса очистки стоков и использования оборотной воды в технологическом процессе можно будет действительно утверждать о минимизации воздействия стоков дрожжевого производства на окружающую среду и уменьшения платы за водопользование и сброс.
Список литературы
1.Быков А. В. Минимизация техногенного воздействия на окружающую среду дрожжевых и хлебопекарных предприятий на основе комплексной безреагентной очистки сточных вод //материал диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.- Оренбург,2005 г.‑140 с.
2.Ветошкин А. Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие. – Пенза.: Изд ПГУАС , 2004. – 184 с.
3.Гарин В. М., Клёнова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов Серия «Высшее образование». Под ред. В. М. Гарина. Ростов.:Феникс, 2003. — 384 с
4.Канализационные очистные сооружения[Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL : www.biotokos.ru (дата обращения 18.05.2012 г.)
5.Нормативно-технический документ: Проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение ОАО «Дрожжевой завод «Пензенский».
6.Обеззараживание питьевой воды, сточных вод, водоподготовка, водоочистка [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL : http://www.svarog-uv.ru (дата обращения 16.05.2012 г.)
7.Очистка сточных вод (Сборник статей под ред. Д. А. Сивцева)– М.: Изд. МГУ, 1999.–187 с.
8.Технологии и оборудование для очистки сточных вод [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL : http://kreal.spb.ru/ (дата обращения 16.05.2012 г.)
9.Территориальный орган федеральной службы государственной статистики по Пензенской области [Электронный ресурс]. URL : www.pnz.gks.ru (дата обращения 6.05.2012 г.)
10.Фараджева Е. Д.,. Болотов Н. А. Производство хлебопекарных дрожжей //практическое руководство. – СПб.: издательство «Профессия», 2002. – 167 с.