Воздействие на гидросферу - Влияние производственного кооператива "Вологодский молочный комбинат" на окружающую среду

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, делая воду водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых, воды шахт и рудников, сбросы водного и железнодорожного транспорта, отходы первичной обработки льна, пестициды.

Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды. Они проявляются в изменении химического состава воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов [8].

Загрязнение поверхностных и подземных вод подразделяются на группы:

Механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное, в основном, поверхностным видам загрязнений;

Химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

Бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

Радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных и подземных водах;

Тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

Видами загрязнения гидросферы принято считать:

Кислотные дожди - все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при которых наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, обычно оксидами серы иоксидами азота.

Атмосферные и талые воды переносят с собой массы веществ с городских улиц и промышленных предприятий - отходы, нефтепродукты, кислотосодержащие вещества, фенолы и другие загрязняющие вещества.

Городские сточные воды: включают преимущественно загрязняющие вещества, содержащие фекалии, моющие средства, микроорганизмы, в том числе и патогенные.

Сточные воды промышленности: наиболее активно потребляют и загрязняют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая, энергетическая и другие виды промышленности.

Сточные воды пригородов, содержащие смытые в процессе эрозии частицы почвы, удобрения, пестициды, отходы жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, бактерии и многое другое [11].

Поверхностный сток с городских территорий считается одним из наиболее значительных источников загрязнения водных объектов. Талые и ливневые сточные воды с территорий городов, промышленных площадок, содержат биогенные элементы, пестициды, нефтепродукты, тяжелые металлы, органические соединения, взвешенные вещества и другие загрязняющие вещества. Причина загрязнения водоемов - неэффективные и устаревшие очистные сооружения.

В России основными загрязнителями гидросферы являются черная и цветная металлургия, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, целлюлозно-бумажная, легкая промышленность, жилищно-коммунальное хозяйство, морской, особенно нефтеналивной, и речной транспорт, тепловые и атомные электростанции [8].

Запрещается сброс в водные объекты:

    А) сточных вод, содержащих вещества или продукты трансформации веществ в воде, для которых не установлены ПДК, а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля; Б) сточных вод, которые могут быть устранены путем организации бессточного производства, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве; В) неочищенных или недостаточно очищенных производственных, хозяйственно-бытовых сточных вод и поверхностных стоков с территорий промышленных площадок и населенных пунктов; Г) сточных вод, содержащих возбудителей инфекционных заболеваний. Сточные воды, опасные в эпидемическом отношении, могут сбрасываться в водные объекты только после соответствующей очистки и обеззараживания; Д) допускать в водные объекты утечки от нефтяной промышленности, а также сброс отхода, неочищенных сточных, подсланевых, балластных вод и утечки других веществ с плавучих средств водного транспорта [17].

Место выпуска сточных вод должно быть расположено ниже по течению реки от границы населенного пункта и всех мест водопользования населения с учетом возможности обратного течения при нагонных ветрах. Место выпуска сточных вод в непроточные и малопроточные водоемы (озера, водохранилища и др.) должно определяться с учетом санитарных, метеорологических и гидрологических условий с целью исключения отрицательного влияния выпуска сточных вод на водопользование населения.

Существуют следующие способы отчистки сточных вод:

    1. Механическая очистка. Используется для удаления из сточных вод взвешенных веществ (песок, глинистые частицы, волокна). В основе механической очистки лежат четыре процесса:
      - Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. Применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений (сточные воды целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности). - Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью большей плотности воды или всплытии примесей с плотность меньшей плотности воды. Процесс реализуется в песколовках, отстойниках, жироуловителях. Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 250 мкм. - Отстойники используют для очистки сточных вод от более мелких взвешенных частиц или жировых веществ, нефтепродуктов. Очистка сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. - Фильтрование используют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. В основном используется два типа фильтров: зернистые - в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, сульфоуголь и другие материалы; тканевые - фильтровальные перегородки изготавливаются из хлопчатобумажных, шерстяных, керамических материалов.
    2. Физико-химические методы очистки применяются для удаления из сточных вод растворимых примесей, а в ряде случаев - для удаления взвешенных веществ. К выше перечисленным методам относятся:
      А) Флотация: заключается в обволакивании частиц примесей (маслопродуктов, мелкодисперсных взвесей) мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. Б) Коагуляция - физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и дисперсных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В качестве коагулянтов применяют сульфат алюминия, хлорид железа. В) Реагентный метод заключается в том, что обработка сточных вод проводится химическими веществами - реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые осадки. Г) Нейтрализация - разновидность реагентного метода, предназначена для снижения концентрации свободных Н+ или ОН- Ионов до установленных значений, соответствующих рН = 6,5 - 8,5. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых щелочей NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, а щелочных - добавлением кислот (соляной, серной). Д) Экстракция основана на перераспределении примесей сточных вод в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной воды и органической жидкости). Используется для выделения фенолов, жирных кислот, цветных металлов - меди, никеля, цинка, кадмия и других тяжелых металлов. Е) Ионообменная очистка заключается в пропускании сточной воды через ионообменные смолы, которые содержат подвижные и способные к обмену ионы - катионы (чаще Н+) или анионы (чаще ОН-) [6].
    3. Биологическая очистка - очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические и некоторые неорганические соединения (H2S, NH3, нитриты) в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности [13].

Биологическую очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных искусственных сооружениях - аэротенках, биофильтрах.

Аэротенки - это открытые резервуары, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом.

Биофильтр - сооружение, заполненное загрузочным материалом (шлак, щебень, керамзит, гравий и тому подобное), на поверхности которого развивается биологическая пленка из микроорганизмов [13].

Далее рассмотрим особенности загрязнения сточных вод в молочной промышленности.

Молочная промышленность потребляет значительные объемы исходной воды. На предприятиях отрасли вода расходуется:

На технологические нужды (восстановление сухого молока, охлаждение сырья и продуктов в различных теплообменных аппаратах, мойку сыров, технологического оборудования, автомобильных цистерн);

На вспомогательные производства (выработку пара и собственные нужды котельной, охлаждение аммиачных компрессорных установок);

На хозяйственно-бытовые нужды (использование воды для питья, мойки посуды в столовой, мойки помещений).

На предприятиях молочной промышленности вода после использования сбрасывается в канализацию, сточные воды составляют 80 - 90 % от потребляемой предприятием исходной воды [19].

Для снижения уровня водопотребления, водоотведения и, следовательно, объемов сбросов отходов предприятием необходимо широко использовать системы оборотно-повторного водоснабжения, основные из которых приведены в таблице 4 [11].

Таблица 4 - Повторно-оборотные системы водоснабжения предприятий молочной, масло - и сыродельной промышленности

Оборудование и процессы, для которых применяется система

Качество воды

Описание системы, замечания по эксплуатации

Конденсаторы и компрессоры холодильных установок

Вода производственная

Вода охлаждает головки цилиндров аммиачных, воздушных компрессоров, и конденсаторов холодильных установок

Вакуум - выпарные установки

То же

Вода охлаждает конденсаторы паров молока, подохлаждается на вентиляторных градирнях, затем из резервуара насосом вновь в конденсатор вакуумно-выпарной установки.

Пастеризационно-охладительные установки

Вода питьевого качества

Молоко и молочные продукты в секции пастеризации нагреваются горячей водой, которая подается из бойлера. Обработавшая вода возвращается в бойлер

Вакуумно-выпарные установки

Конденсат вакуум-выпарных установок

При сгущении цельного или обезжиренного молока в вакуум-выпарных установках образуется конденсат из смеси греющего пара и вторичных паров молока. В последовательной системе водоснабжения конденсат собирается в резервуар и используется на подпитку систем оборотного водоснабжения

Сточные воды предприятий молочной промышленности можно подразделить на следующие категории:

Производственные сильнозагрязненные (после промывки масла, сыра, мойки оборудования, тары, автоцистерн);

Производственные малозагрязненные (конденсат вакуум-выпарных установок, последние ополоски процессов мойки);

Хозяйственно-бытовые (столовые, санузлы).

Сточные воды содержат большое количество органических соединений, обусловленное потерями сырья и отходами при производстве молочных продуктов. Кроме того, сточные воды содержат неорганические соединения: моющие средства, соединения металлов. Высокая концентрация органических загрязнений характерна для сточных вод, образующихся при производстве сыра, творога, казеина. Это объясняется как особенностями технологии, так и потерей части сыворотки, имеющей высокую загрязненность [19].

Единого, универсального метода очистки сточных вод пока нет, однако есть общие для всех видов сточных вод пищевых предприятий принципы очистки, которые можно разделить на механические, биологические, физико-химические. Кроме того, широкое распространение получили методы обеззараживания сточных вод.

При механических способах для очистки сточных вод от взвешенных веществ применяются: решетки, сита, песколовушки (горизонтальные и вертикальные), отстойники, гидроциклоны, центрифуги.

Попадание жировых веществ на очистные сооружения отрицательно влияет на работу этих сооружений, ухудшает качество очистки сточных вод. Для удаления из сточных вод жиров, масел и других, легко всплывающих на поверхность жировых веществ, применяют жироловушки.

В качестве сооружений биологической очистки сточных вод используют: поля фильтрации, поля орошения, биологические фильтры, аэротенки, шлаковые площадки [13].

Таким образом, для достижения необходимых показателей качества очищенной воды на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности применяют разнообразные методы очистки сточных вод. В каждом отдельном случае требуется индивидуальный подход к решению вопроса охраны окружающей среды, и прежде всего, следует рассматривать возможность использования сточных вод для удобрительных поливов, а также извлечение питательных веществ для животных, а затем решать вопрос о применении искусственной биологической очистки.

Похожие статьи




Воздействие на гидросферу - Влияние производственного кооператива "Вологодский молочный комбинат" на окружающую среду

Предыдущая | Следующая