Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Водоотведение региональных предприятий по производству молочной продукции. Монография
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Е. И. Вя
РЕГИОНАЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
лкова, О. В. Сидоренко, С. В. Максимова, Е. С. Глущенко
ВОДООТВЕДЕНИЕ
ПО ПРОИЗВОДСТВУ
МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
Моногра
фия
Тюмень
ТИУ
2020
УДК 628.21
Водоотведение региональных предприятий по производству
162 с. – Текст: непосредственный.
ISBN 978-5-9961-2327-8
ISBN 978-5-9961-2327-8
©
Федеральное государственное
университет», 2020
ББК 38.761.2
В 62
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент кафедры
«Инженерные коммуникации систем жизнеобеспечения» ФГБОУ ВО
«Иркутский национальный исследовательский технический университет»
Э. Э. Василевич;
кандидат технических наук, доцент кафедры
«Водоснабжение и водоотведение» ФГБОУ ВО
«Томский государственный архитектурно-строительный университет»
Е. Ю. Осипова
молочной продукции: монография / Е. И. Вялкова, О. В. Сидо-
В 62
ренко, С. В. Максимова, Е. С. Глущенко. – Тюмень: ТИУ, 2020. –
Монография «Водоотведение региональных предприятий по
производству молочной продукции» содержит научный и практический опыт по проектированию, строительству и эксплуатации систем водоотведения молокозаводов. Рассматриваются существующие и новые технические решения наружных сетей производственной канализации, локальных очистных сооружений, накопителей и
выпусков сточных вод. Приведены результаты исследования режимов поступления и изменения качества технологических стоков в
зависимости от технологических процессов. Предлагается современный подход к решению проблем эффективной очистки стоков и
утилизации вторичных отходов производства молочной продукции.
УДК 628.21
ББК 38.761.2
бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Тюменский индустриальный
Содержание
Предисловие ……………………………………………………………...
5
Список основных сокращений ………………………………………….
6
1. Введение ……………………………………………………………….
7
и Тюменской области ……………………………………………………
8
3. Отходы предприятий по переработке молока ………………………
10
4. Особенности водоотведения молокозаводов ………………………..
12
5. Условия сброса производственных сточных вод …………………...
34
5.1. Определение нормативно-допустимого сброса в водные
объекты ………………………………………………………………...
34
5.2. Нормы сброса сточных вод в сеть бытовой канализации ……..
38
6. Исследование качества сточных вод молокозавода ………………..
42
6.1. Программа лабораторных исследований ……………………….
42
6.2. Анализ качества сточных вод в накопителе ……………………
44
6.3. Анализ качества сточных вод по отдельным выпускам ……….
54
6.4. Рекомендации по реконструкции системы водоотведения ……
59
6.5. Проведение полупромышленных испытаний по замене
моющих средств на CIP-мойке оборудования ……………………...
61
вод молокозавода …………………………………………………………..
67
7.1. Информационный обзор …………………………………………
67
7.2. Экспериментальная часть ………………………………………..
69
7.3. Результаты исследования ………………………………………..
71
7.4. Технологическая схема очистки сточных вод с пробиотиком ……
75
молокозаводов …………………………………………………………...
78
8.1. Методы, сооружения и оборудование …………………………..
78
8.2. Технологические схемы очистки воды …………………………
79
8.3. Доочистка сточных вод ……………………………………….....
86
8.4. Обеззараживание сточных вод …………………………………..
93
9. Переработка и утилизация молочной сыворотки …………………...
95
сточных вод молокозаводов …………………………………………….
110
Заключение ………………………………………………………………
117
Библиографический список ……………………………………………..
119
2. Общие сведения о молочной пищевой промышленности России
7. Исследование влияния пробиотических средств на качество сточных
8. Методы, сооружения и оборудование для очистки сточных вод
10. Перспективные методы окисления органических веществ
3
Приложение А …………………………………………………………...
131
Оборудование для предварительной очистки сточных вод
молокозаводов …………………………………………………………...
131
Приложение Б ……………………………………………………………
142
Производители оборудования и комплексов очистки сточных вод
молокозаводов …………………………………………………………...
142
Приложение В ……………………………………………………………
145
Методы обработки осадков смеси производственных и бытовых
сточных вод молокозаводов …………………………………………….
145
4
Предисловие
Большое количество рек России и Тюменской области перешли из
категории условно чистых и слабо загрязненных в категорию грязных и
экстремально грязных водных объектов. Основной причиной этого является сброс промышленными предприятиями неочищенных и некачественно
очищенных сточных вод. В связи с этим ужесточаются требования, предъявляемые к охране водоемов Российской Федерации и, следовательно, к
качеству очищенной сточной воды, сбрасываемой водопотребителями в
водоемы. Особое внимание уделяется проблемам обработки и утилизации
жидких отходов пищевой промышленности.
Сточные воды предприятий по производству молочной продукции
значительно отличаются от хозяйственно-бытовых стоков по качеству и
характеризуются высокой концентрацией органических веществ, жиров,
белков и других специфических загрязнений. Многие молокозаводы, расположенные в Тюменской области, не имеют на своей территории локальных очистных сооружений, способных снизить концентрации образующихся стоков до нормативных значений, другие же используют устаревшие технологии и оборудование, которые не позволяют достичь требуемой
очистки даже для сброса в хозяйственно-бытовую сеть канализации населенного пункта. Имеется отрицательный опыт аккумулирования сточных
вод в открытых накопителях, источающих зловонный запах и создающих
антисанитарную обстановку в округе.
В книге сделана попытка систематизировать технические и технологические решения систем водоотведения регионального предприятия молочной продукции, включая вопросы сбора, накопления, очистки сточных
вод и утилизации вторичных отходов производства – творожной и сырной
сыворотки. Представлены результаты экспериментальных исследований и
данные, полученные при обследовании действующих объектов, включая
материалы расчетных и проектных разработок, выполненных с участием
авторов на примере предприятия Тюменской области.
Приведенные в монографии сведения не исчерпывают всех аспектов
водоотведения молочной промышленности.
Авторы приносят благодарность Е.Ю. Осиповой и Э.Э. Василевич за
внимание, полезные замечания и рекомендации, сделанные при рецензировании рукописи книги.
Авторы с благодарностью примут критические замечание и предложения о сотрудничестве по расширению сфер применения предложенных
технических решений и научных разработок по адресу: 625000, г. Тюмень,
ул. Володарского, 38, Тюменский индустриальный университет.
5
Список основных сокращений
АПАВ – анионные поверхностно-активные вещества;
БПК – биохимическое потребление кислорода;
ГОСК – городские очистные сооружения канализации;
ЖБО – жидкие бытовые отходы;
ИСВ – исходная сточная вода;
КНС – канализационная насосная станция;
КОС – канализационные очистные сооружения;
КХА – качественный химический анализ;
ЛОС – локальные очистные сооружения;
МБР – мембранный биореактор;
НДС – норматив допустимого сброса;
ОСВ – очищенная сточная вода;
ПАВ – поверхностно-активные вещества;
ПДК – предельно-допустимая концентрация;
СВЧ – сверхвысокие частоты;
СПАВ – синтетические поверхностно-активные вещества;
ТБО – твердые бытовые отходы;
УФО – ультрафиолетовое облучение;
ХПК – химическое потребление кислорода;
ЭМИ – электромагнитное излучение;
ЭМО – электромагнитная обработка;
SBR (от англ. Sequencing Batch Reactor) – реактор переменного (циклического) действия.
USAB– реактор (от англ. Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor) – реакторы с восходящим потоком сточной воды через слой анаэробного ила;
EGSB– реактор (от англ. Expanded Granule Sludge Bed) – анаэробный реактор с расширенным слоем гранулярного ила;
IC-реактор – реактор(от англ. Internal Circulation reactor) – анаэробный реактор с внутренней рециркуляцией.
6
1. Введение
В экономике любого государства роль пищевой промышленности
огромна. В настоящее время в России насчитывается около 25 тысяч предприятий данной отрасли. По опубликованным данным, доля пищевой промышленности в объеме российского производства составляет более 10%.
Молочная промышленность является одной из ее отраслей. К ней относятся предприятия, вырабатывающие свою продукцию из молока.
Молоко по своим питательным свойствам является самым совершенным видом продовольствия, в нем практически идеально сбалансирован состав питательных веществ. На долю молочных продуктов приходится значительная доля в рационе человечества, примерное годовое потребление составляет около 16% всех видов пищи.
Молочное производство имеет одну важную особенность: результатом его являются скоропортящиеся продукты. Кроме того, они относятся к
товарам, характеризующимся высоким темпом потребления. Это значит,
что их производство должно быть масштабным, а номенклатура –
неуклонно расширяющейся [42].
Перспективы роста рынка молочной продукции, в целом, оцениваются положительно. Важнейшими факторами роста объемов рынка являются: тенденция роста реальных доходов населения; потенциал емкости
рынка, связанный с низким текущим уровнем потребления молочных продуктов по сравнению с уровнем потребления в странах Европы; популяризация здорового образа жизни; историческая приверженность населения
России к молочным продуктам [43].
Наряду с этим, неуклонно растет количество отходов, образующихся
на предприятиях молочной индустрии. Основной вторичный продукт сыворотка составляет от 5 до 18 % от общего количества перерабатываемого
молока, который производитель зачастую вынужден сбрасывать в общую
систему водоотведения. Количество производственных сточных вод от
промывки оборудования и других процессов примерно в 2-5 раз больше,
чем объем готовой продукции.
Проблемы водоотведения молокозаводов, как правило, связаны с
надлежащей очисткой специфических высококонцентрированных стоков, непригодных к сбросу в системы хозяйственно-бытовой канализации населенного пункта.
7
2. Общие сведения о молочной пищевой промышленности России
В том числе:
хозяйства и индивидуальные
РФ
12135,4
11914,9
98,2
2375,4
2493,3
105,0
УРФО
725,6
708,7
97,7
102,1
110,8
108,5
Курганская область
139,9
142,2
101,7
7,8
9,2
117,4
Свердловская область
121,2
118,9
98,1
40,1
46,0
114,8
Тюменская область, в т.ч.
218,0
208,9
95,8
32,4
33,0
101,6
Ханты-Мансийский
автономный округ - Югра
Ямало-Ненецкий
автономный округ
Юг Тюменской области
212,2
203,4
95,8
13,8
13,3
96,0
и Тюменской области
Молочная и маслосыродельная отрасль пищевой промышленности
включает в себя предприятия по производству цельного молока, молочных
и кисломолочных продуктов, сливочного масла, сыра, сухого молока и молочных консервов.
Предприятия молочной пищевой промышленности делятся на два
основных профиля: производство молока (в основном, фермерские хозяйства) и переработка (молокозаводы).
Рынок молочной продукции растет и развивается. Например, в Тюменской области только около 1000 предприятий занимаются производством и переработкой молока. Ежегодный прирост производства российских фермерских хозяйств составляет до 5%.
На территории юга Тюменской области ведущая роль в производстве
молока и молочных продуктов принадлежит нескольким крупным предприятиям, которыми производится более 70% молочной продукции от общего
объема. Производственные мощности загружены в среднем на 50% [57].
Сводные данные по России и субъектам УРФО представлены в таблице
2.1 [42,43]. Годовые и суточные объемы продукции некоторых крупнейших
компаний по производству молока, включая тюменские предприятия, собраны в таблице 2.2 [88,113]. Перечень крупнейших предприятий Тюменской
области по переработке молока приведен в таблице 2.3 [57,88,113].
Таблица 2.1
Годовое производство молока за 2017 и 2018 годы
Производство молока,
тыс. тонн
крестьянские (фермерские)
хозяйства населения
предприниматели
январь декабрь
2017 года
5,7 5,4 95,9 18,5 19,6 105,9
0,1 0,1 87,9 0,1 0,04 45,5
январь декабрь
2018 года
8
2018
в % к
2017
январь декабрь
2017 года
январь декабрь
2018 года
2018 в
% к
2017
Крупные Российские предприятия по производству молока,
Годовой
продукции,
тыс. тонн*
Воронежская, Курская,
и Тюменская области
АО «Фирма “Агрокомплекс им. Н. И. Ткачева”»
АО «Холдинговая
компания «Ак Барс»)
Ялуторовский молочный
комбинат (ГКDanone)
ООО "Тюменские
(ГК "Дамате")
Количество
продукции*, тонн/сут
ОАО «Золотые Луга»,
МК «Ситниковский»
Ялуторовский тракт,
11-й км от г. Тюмени
«Молочный Комбинат
«Ялуторовский»
(АО «Данон Россия»)
ООО
(Холдинг групп«Арсиб»)
ООО «ПК «Молоко»
ОАО «Тобольский городской
молочный завод»
ООО Киевский молочный завод
Ялуторовский р-н, с. Киево
10-20
ЗАО «Ясень»
включая тюменские компании
Таблица 2.2
№
п/п
1
2
3
4 Концерн «Покровский» Краснодарский край 300 105
5 «Пискаревский молзавод»
6
7
* Данные взяты с официальных сайтов компаний (апрель, 2019г.) и информации сайта
www.dairynews.ru [88].
Наименование
предприятия
Аграрный холдинг
«ЭкоНива-АПК»
молочные фермы"
Регионы деятельности
предприятия
Новосибирская, Калужская,
Рязанская, Оренбургская
Краснодарский край 800 171
Республика Татарстан 340 115
Санкт-Петербург и
Северо-Западный регион
Тюменская область 100 50
Тюменская область 100-120 33
Суточное
количество
молока, тонн*
1370 300
280 103,5
объем
Таблица 2.3
Перечень крупнейших предприятий Тюменской области по переработке молока
Наименование Месторасположение
800
«Тюменьмолоко»
с. Нижняя Тавда 70-100
г. Тюмень 3-5
*Данные взяты с официальных сайтов компаний (апрель, 2019г.) и информации сайта
www.dairynews.ru [88].
г. Ялуторовск 400-600
г. Тюмень 100-120
г. Тобольск 60
9
3. Отходы предприятий по переработке молока
Калорийность
Все жидкие отходы, образующиеся на предприятиях по переработке
молока, можно разделить на основных два типа:
- вторичный продукт (сыворотка);
- производственные сточные воды.
Сыворотка получается в результате переработки цельного и обезжиренного молока на сыр, творог и технический казеин. Химический состав
сыворотки показан в таблице 3.1. Его значительные колебания зависят от
состава исходного сырья и способа отделения белка.
Таблица 3.1
Химический состав сыворотки
Вид отхода
Сыворотка
подсырная
Сыворотка
творожная
Сухое
вещество, %
6,5 0,4 4,8 0,4 0,5 233
6,0 0,5 4,0 0,3 0,7 217
Белки, % Молочный
сахар,%
Жиры, % Зола, %
1 кг, кал
Основные компоненты сыворотки (жир, молочный сахар, белок, соли) особенно ценны тем, что находятся в мелкодиспергированном состоянии, вследствие чего наиболее легко усваиваются организмом. В сыворотке находятся легко усвояемые организмом белки - альбумин и глобулин, а
также ценные для организма фосфолипиды и витамины. Если калорийность молока принять за 100%, то калорийность подсырной сыворотки составляет 37%, а творожной 34% [33,73].
В зависимости от вида и типа вырабатываемого продукта изменяется
количество получающейся сыворотки (таблица 3.2).
На основе расчета установлено, что российские предприятия молочной промышленности при производстве сыра, творога и казеина получают
сыворотки около 4 млн. т. Кормовая ценность сыворотки составляет более
500 тыс. тонн кормовых единиц.
Основными причинами неполного использования сыворотки являются резкая сезонность в ее получении, недолгий срок хранения и недостаточная стойкость выработанных из нее продуктов, удаленность получения сырья от мест сбыта этих продуктов, сравнительно высокая стоимость кормовой единицы сыворотки и затруднения, связанные с ее
транспортировкой [88].
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]