Воздействие предприятия молочной промышленности на окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

"ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ"

ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ

КАФЕДРА экологии

Курсовая работа

Воздействие предприятия молочной промышленности на окружающую среду

Исполнитель:

студентка 5 курса

специальности (Биоэкология 1-33-0101)

Гресь Марина Викторовна

Научный руководитель:

Юхневич Галина Геннадьевна

Канд.биол.наук, доцент; зав. кафедрой

Гродно, 2015

Введение

Одним из основных источников загрязнения окружающей среды является промышленное производство, в которое вовлекаются значительные объемы природных ресурсов. Молочная промышленность не является исключением, а также является одним из источников загрязнения окружающей среды, причем отходы молочной промышленности представляют серьезную опасность для окружающей среды.

Кислая среда сыворотки убивает микроорганизмы, которые применяются на сооружениях биологической очистки воды. И это далеко не все. Резкое окисление органических соединений вызывает неприятный запах, от которого страдают жители близлежащих населенных пунктов. Кроме того, это удар по биоразнообразию водоемов. Ведь увеличение, к примеру, фосфора в воде в теплое время года вызывает рост водорослей, в холодное - их гниение, а все это забирает из воды кислород, вызывая гибель рыбы.

Но, помимо экологического, есть и экономический ущерб. Ведь сыворотка - еще и ценное белковое сырье, которого сегодня нам не хватает. И сбрасывать его в канализацию или на поля фильтрации - это преступление. Ставится задача -- перерабатывать молочные отходы на сто процентов. Но что мы имеем в реальности. В Беларуси -- 86 предприятий, где есть молочные отходы. Общий объем стоков молокоперерабатывающих предприятий составляет порядка 10-12 миллионов/млн тонн/т в год. Из них примерно 30 % поступает на поля фильтрации, а остальное - в коммунальную канализационную сеть. Особенно остро стоит проблема в небольших населенных пунктах в летний период [2, c. 32].

Молочная промышленность - отрасль, предприятия которой требуют проведения ряда модернизационных работ для повышения экологичности производства. Выброс вредных веществ на предприятиях переработки молока связан с двумя основными факторами: большое количество водопотребления и водоотведения и повышенное выделение углекислого газа, получаемого в результате производства. Отведенная вода предприятий переработки молока содержит большое количество физико-химических, а также биологических загрязнителей, которые требуют проведения очистных мероприятий. В связи с различной структурой и технологий переработки молока выработка единого решения по очистки вод является весьма затруднительной.

Целью данной курсовой работы являлась рассмотрение воздействия предприятия молочной промышленности на окружающую среду.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Рассмотреть газовоздушные выбросы, связанные с работой предприятия.

2. Дать характеристику сточных вод, образованных на производстве молочной промышленности.

3. Рассмотреть твердые отходы, образовавшиеся на предприятии молочной промышленности

Объект исследования - молочная промышленность.

Предмет исследования - воздействие предприятия молочной промышленности на окружающую среду.

Теоретической базой исследования являются учебники, учебные пособия и монографии таких авторов как В.В. Бирюковой, Воронова Ю.В., Дегтерева Г.П. и др.

ГЛАВА 1.Газовоздушные выбросы, связанные с работой предприятия

Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как нормальная жизнедеятельность людей требует не просто воздуха, но воздуха определенной чистоты. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий и сооружений. В процессе антропогенной деятельности атмосфера подвергается изъятию газовых элементов, загрязнению газовыми примесями и вредными веществами, нагреванию и самоочищению. Привнесение в воздушную среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называется загрязнением.

Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине XX в., то есть в период научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количестве транспортных средств. В итоге отмечается в начале XXI в. изменение газового состава атмосферы: рост концентрации некоторых ее компонентов (углекислого газа -- на 0,4 % , метана -- на 1 % , закиси азота -- на 0,2 % и др.) и появление новых загрязняющих веществ [7, c. 41].

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество мелкодисперсной пыли естественного происхождения. Воздушные выбросы промышленных предприятий, в том числе на производстве молочной промышленности, механическая и ветровая эрозия почвы и другие искусственные и естественные процессы, происходящие в природе, во многих случаях увеличивают запыленность воздуха до такой степени, что по гигиеническим или технологическим соображениям возникает необходимость в очистке воздуха, подаваемого в здания и сооружения.

Загрязнение атмосферного воздуха может быть локальным, региональным и глобальным. Масштабы загрязнения в основном связаны с мощностью выброса промышленных предприятий, в том числе на производстве молочной промышленности и характером воздушных потоков. Локальное загрязнение обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется, главным образом, изменчивой скоростью и направлением ветра. Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных производственных комплексов, в том числе и молочных комплексов.

Глобальное загрязнение, распространяется на тысячи километров от источника загрязнения и нередко смыкается в пределах всего земного шара. Это относится, прежде всего, к Северному полушарию планеты.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются природные, производственные и бытовые процессы. Естественное, или природное, загрязнение происходит за счет естественных факторов: пылевых бурь, извержения вулканов, выдувания почв, лесных пожаров, различных продуктов растительного, животного или микробиологического происхождения.

Производственное загрязнение образуется в результате деятельности промышленных, сельскохозяйственных, строительных предприятий и при работе различных видов транспорта.

На территории Беларуси основные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух связаны с работой автомобильного транспорта (три четверти всех выбросов), промышленных предприятий, в том числе предприятий молочной промышленности и строительного комплекса. За период 1990--1999 гг. в результате усиления контроля за выбросами, увеличения доли природного газа в топливно-энергетическом балансе страны, спада производства в ряде отраслей промышленности произошло снижение объёма выбросов от стационарных источников в 3,1 раза [1, c. 29]. Динамика показателей, характеризующих выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Республике Беларусь в 2011-20144гг.отражена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Основные показатели, характеризующие выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Республике Беларусь в 2011-20144гг.

Показатель	2011г.	2012г.	2013г.	2014г.	Отклонение за 2014-2011гг., +-	Прирост за 2014-2011гг., в %
1	2	3	4	5	6	7
Количество загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, тыс. т	3171	3124	3333	4109	+938	+29,58
Уловлено и обезврежено загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, тыс. т	2800	2691	2887	3646	+846	+30,21
в % к общему объему загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников	88,3	86Р1	86,6	88,7	+0,4
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, тыс. т	371	433	446	463	+92	+24,80
в расчете на одного жителя, кг	39	46	47	49	+10	+25,64
на единицу территории, кг/км2	1 786	2087	2149	2229	+443	+24,80

Примечание: [2, с. 31]

Из таблицы 1.1 видно, что за 2011-20144гг. наблюдается положительная динамика роста выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Республике Беларусь по всем показателям.

Структура выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Республике Беларусь (в процентах к итогу) представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Структура выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Республике Беларусь (в процентах к итогу) [2, с. 32]

Промышленные источники загрязнения анализируются по отраслям, а также по ингредиентам (составу загрязняющих веществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязнителями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химия и нефтехимия, промышленность строительных материалов, в тоже время выбросы молочной промышленности в атмосферный воздух составляет в среднем 0,5-0,8% в год.

Животноводство является крупнейшим в мире источником глобального выброса метана и азота, которые намного более мощные и устойчивы, чем двуокись углерода. Говядина и молочные продукты составляют львиную долю -- 65% от выбросов парниковых газов. Выбросы от производства говядины на единицу белка в 150 раз выше, чем от сои [9, c. 78].

Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали и отопительные котельные потребляют более одной трети добываемого в мире топлива и занимают ведущее место среди других отраслей промышленности по загрязнению воздушного бассейна окислами серы, азота и пылью. Вследствие техногенной деятельности человека увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода в атмосфере. В форме продуктов сжигания топлива в атмосферу планеты ежегодно вносится 7 * 10¹⁰ т. СО. В наибольшей степени загрязняют атмосферу опасными углеродными смесями пять стран, на долю которых приходится более половины всех выбросов в мире, это: США -- 23 %, Китай -- 13,9 %, Россия -- 7,2 % , Япония -- 5 % , Германия -- 3,8 % . Если потребление минерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия для климата Земли, в частности, повышение температуры на 1,5--2°С [14, c. 122].

Другие промышленные предприятия выбрасывают в воздушный бассейн свои специфические примеси. Так, с черной и цветной металлургией связано образование в атмосфере огромного количества пыли, угарного газа, окислов азота и серы, фенола, формальдегида и многих других вредных веществ. Быстрое развитие химической и нефтехимической промышленности ведет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого количества стойких токсических кислот. Машиностроение дает выбросы угарного газа, окислов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ -- спутников литейного, гальванического и красочного производств. В промышленности строительных материалов наиболее мощными выбросами вредной пыли отличаются предприятия по производству цемента.

Газообразные выбросы промышленных предприятий, в том числе предприятия молочной промышленности, образует в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность распространения загрязнений зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Время пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от одного до пяти лет, сернистого -- до нескольких дней, твердых частиц -- от нескольких секунд до нескольких месяцев и даже лет, в зависимости от их объемов и высоты источника. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков: дождей, снега, тумана. Кислотные осадки снижают урожай, губят растительность, уничтожают жизнь в пресных водоемах. Ветры, не знающие драниц, переносят кислотные осадки на огромные расстояния. По некоторым данным, 20 % кислотных осадков в Европе вызваны выбросами промышленности Северной Америки.

Среди отраслей промышленности Беларуси в конце XX ст. особо выделяется энергетика (на ее долю приходится 30--36 % от общего объема промышленных выбросов), топливная промышленность (в основном нефтеперерабатывающая) -- 16, химическая и нефтехимическая -- 6, машиностроение -- 10, промышленность строительных материалов -- около 9 %. В составе выбросов преобладают сернистый ангидрид (43 %), окислы углерода (20 %), окислы азота (11 %), твердые выбросы (10 %) [14, c. 125].

Оценка интенсивности выбросов (отношение массы выбросов к стоимости ВВП), проведенная в начале 90-х годов, показала, что, по сравнению с большинством индустриально развитых стран, предприятия Беларуси выбрасывали в атмосферу в 1,5 -- 2,0 раза больше загрязняющих веществ (особенно SO₂), но значительно меньше, чем другие страны Центральной и Восточной Европы. Эти более высокие, чем у соседей, экологические результаты получены благодаря следующим факторам: значению природного газа в топливно-энергетическом балансе страны; практически полному отсутствию электростанций, работающих на угле; относительно низкой доле угля в потребляемом топливе Жилищного сектора.

ГЛАВА 2. Характеристика сточных вод, образованных на производстве молочной промышленности

2.1 Сточные воды. Гигиеническая характеристика промышленных сточных вод и их влияние на водоемы

Сточные воды - это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

По происхождению сточные воды могут быть классифицированы на следующие: бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных (бани, прачечные и др.) зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов (умывальников, раковин или моек; ванн, унитазов и трапов - напольных приборов с решетками). Особенности образования этих сточных вод хорошо известны.

Производственные сточные воды образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. К ним относятся отработавшие технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов, вакуум-насосов и охлаждающих систем; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и их транспортировки [11, c. 83].

Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега, как на жилой территории населенных пунктов, так и территории промышленных предприятий, АЗС и др. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того, что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).

Основными характеристиками сточных вод являются: количество сточных вод, характеризуемое расходом, измеряемым в л/с или м³/с, м /ч, м /смену, м³/сут и т.д.; виды (компоненты) загрязнений и содержание их в сточных водах, характеризуемое концентрацией загрязнений, измеряемой в мг/л или г/м³. Важной характеристикой сточных вод является степень равномерности (или неравномерности) их образования и поступления в водоотводящие системы. Обычно она определяется неравномерностью поступления сточных вод по часам суток в году. Эти характеристики учитываются при проектировании водоотводящих систем.

В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворенном, растворенном и коллоидном состояниях. Часть нерастворенных загрязнений, задерживаемых при анализах на бумажных фильтрах, называют взвешенными веществами. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения. В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится в среднем 100…300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями биохимической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности в кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК=100…400 мг/л, а ХПК=150….600 мг/л, и их можно оценить как весьма загрязненные. При хранении они способны загнить через 12-24 ч (при t = 20°С).

В городах расход бытовых вод с 1 га площади кварталов обычно равен 0,3-2 л/с (удельный расход) или 10000-60000 м³/год. В водоотводящую сеть они поступают сравнительно неравномерно и по часам суток и по суткам в году. В дневное время расход больше, чем в ночное, расходы по часам суток могут изменяться в 2-5 раз [10, c. 102].

В течение года в отдельные сутки расходы бытовых вод изменяются незначительно, лишь в 1,1-1,2 раза.

Производственные сточные воды различных отраслей промышленности существенно отличаются как по составу загрязняющих веществ, так и по их концентрации. Для примера ниже приведены характеристики сточных вод некоторых отраслей промышленности.

В сточных водах заводов черной металлургии по отдельным цехам содержится: взвешенных неорганических веществ 0,2-5 г/л; окалины 0,3-2 г/л; фенола 0,7-1 г/л, смол и масел 0,2-1,8 г/л.

В сточных водах целлюлозно-бумажных заводов взвешенных веществ содержится 400-2000 мг/л. Это преимущественно древесное волокно и целлюлоза. БПК сточных вод составляет 100-200 мг/л для общего стока сульфатных заводов и 0,8-2 г/л сульфитных.

В сточных водах текстильных предприятий содержится: взвешенных веществ 250-400 мг/л, моющих средств 50-120 мг/л, БПК их достигает 300-350 мг/л [10, c. 103].

В сточных водах предприятий тяжелой индустрии содержатся в основном загрязнения минерального происхождения, а пищевой и легкой промышленности - загрязнения органического происхождения.

В дождевых водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения. БПК дождевых вод достигает 50-60 мг/л. Исследованиями установлено, что дождевые воды могут являться источниками загрязнения водоемов. Расход дождевых вод с 1 га площади территории города достигает 150 л/с (1 раз в год) и 300 л/с (1 раз в 10 лет). Это в 50-300 раз больше расхода бытовых вод. В то же время общий расход дождевых вод за год составляет 1500-2000 м³ с 1 га, т.е. в 5-30 раз меньше расхода бытовых вод. Образование (выпадение) дождевых вод происходит весьма неравномерно. Их расход изменяется от нуля (в сухую погоду) до максимального значения 300 л/с (в период выпадения интенсивных ливней) [10, c. 104].

Достаточно широко используется понятие «городские сточные воды». Под ним понимается смесь бытовых и производственных сточных вод. В реальных условиях в чистом виде бытовых вод не бывает. В сточных водах, поступающих от городов, всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод (нефтепродукты, кислоты, щелочи, соли и др.). При решении задач отвода и очистки городских сточных вод это необходимо учитывать.

Все указанные выше сточные воды требуют обязательной очистки при их отведении в открытые водоемы, так как в них содержатся различные загрязняющие вещества в концентрациях, значительно превышающих предельно допустимые.

Различная степень загрязнения сточных вод и природа их образования выдвигают при проектировании важную задачу совместного или раздельного отведения отдельных видов сточных вод, совместной или раздельной их очистки.

Физическая модель сточных вод представляет собой двухфазную систему «жидкое - твердое», и любая технология очистки вод заключается в извлечении твердой фазы. Законы термодинамики указывают на то, что вода легко загрязняется и этот процесс идет без значительных энергозатрат. Напротив, процессы очистки воды реализуются с использованием различных сложных процессов с заметными удельными энергозатратами. Система «жидкое - твердое» характеризуется энтропией, которая выражает скрытую энергию, необходимую для очистки сточных вод. Чем выше концентрация загрязнений и чем больше разнородность состава, тем выше энтропия и больше энергетические затраты на очистку воды.

Разнородность состава загрязнений сточных вод и действующие явления диссипации при изменении энергетического состояния системы способствуют тому, что стопроцентная очистка сточных вод невозможна, и поэтому она регламентируется значениями предельно допустимых концентраций (ПДК).

Далее дадим гигиеническую характеристику промышленным сточным водам и их влияние на водоемы.

В современных условиях развития общественного прогресса промышленные сточные воды - один из наиболее опасных источников загрязнения поверхностных водоемов. Общий объем промышленных сточных вод в 1,5-2 раза превышает количество образующихся хозяйственно-бытовых сточных вод. Подсчитано, что на крупных промышленных предприятиях образуется и отводится ежесуточно в водоемы 200 000-400 000 м³ сточных вод. Это соответствует количеству хозяйственно-бытовых сточных вод города с населением 1-2 млн. человек. Сточные воды образуются на промышленных предприятиях вследствие использования водопроводной питьевой воды или технической воды в технологическом процессе производства. Количество сточных вод, отводимых от производства в водоем, зависит от мощности и характера технологического процесса предприятия. Это количество определяется специальными нормами водопользования и водоотведения для разных отраслей промышленности. Скорректированная норма водопотребления учитывает все затраты воды на предприятии - производственные, хозяйственно-питьевые, на душевые установки и пр.

Под нормой водопотребления промышленного предприятия подразумевают целесообразное количество воды (в кубических метрах на единицу готовой продукции или использованного сырья), установленное на основании научно обоснованного расчета или рекомендованное на основании накопленного опыта.

Среднее количество сточных вод, отводимых от производства в водоем, установленное по целесообразной норме водопользования, называют нормой водоотведения. Нормы водоотведения включают в себя количество сточных вод, сбрасываемых в водоем:

а) очищенных производственных и бытовых;

б) производственных, не подлежащих очистке;

в) фильтрационных из прудов-накопителей;

г) из шламонакопителей и др. [16, c. 127].

Эти нормы в различных отраслях промышленности колеблются в широких пределах. Например, на 1 т продукции в производстве вискозного штапельного волокна образуется 233 м³ сточных вод, бумаги - 37 м³, мяса - 24 м³, хлеба - 3 м3, сахара-рафинада - 1,2 м³; во время выплавки стали или чугуна - 0,1 м3, добычи нефти - 0,4 м3 и т. д.

Промышленные сточные воды по условиям образования и составу подразделяют на три вида:

1) производственные, образующиеся при использовании воды в технологическом процессе или при добыче полезных ископаемых, например руды, угля, нефти; сточный вода промышленность загрязнение

2) бытовые - от санитарных узлов, душевых установок, имеющихся на промышленном предприятии;

3) ливневые - дождевые и от таяния снега.

Характер технологического процесса влияет на состав и свойства производственных сточных вод, режим образования и отведения в водоемы.

Производственные сточные воды подразделяют на две основные категории: загрязненные и незагрязненные, или условно чистые. Незагрязненные сточные воды образуются от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов, от охлаждения основного производственного оборудования, продуктов производства. Эти воды имеют высокую температуру. После охлаждения их обычно используют повторно. Загрязненные сточные воды в зависимости от примесей, которые они содержат, в свою очередь подразделяют на три группы. К первой группе относятся сточные воды, загрязненные преимущественно минеральными веществами. Это сточные воды предприятий металлургической, машиностроительной, горно- и угледобывающей промышленности, предприятий по производству минеральных удобрений, кислот, строительных материалов и др. Ко второй группе относятся сточные воды, загрязненные преимущественно органическими примесями. Это сточные воды, образующиеся на предприятиях мясомолочной, рыбной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности, а также предприятий по производству пластмасс, каучука и др. Наконец, третья группа представлена сточными водами, загрязненными одновременно минеральными и органическими веществами. Это сточные воды, образующиеся в технологическом процессе предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности. К этой группе отнесены также сточные воды предприятий по производству сахара, витаминов, консервов, бумаги, продуктов органического синтеза и др.

В отличие от бытовых сточных вод, состав которых зависит от нормы водопотребления, на загрязнение производственных сточных вод влияет технологический процесс. По концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды подразделяют на четыре группы: I - 1-500; II - 500-5000; III -30 000; IV - свыше 30 000 мг/л. По физико-химическим свойствам органических загрязняющих примесей производственные сточные воды подразделяют на имеющие температуру кипения до 120, 120-250 и свыше 250 °С. По степени агрессивности загрязненные производственные сточные воды подразделяют на три группы: к первой группе относятся слабоагрессивные (слабокислые с pH 6 ± 6,5 и слабощелочные с pH 8 ± 9) сточные воды; ко второй - сильноагрессивные (сильнокислые с pH < 6 и сильнощелочные с pH > 9); к третьей - неагрессивные (с pH 6,5 ± 8). Загрязненные производственные сточные воды могут содержать токсичные и опасные в эпидемическом отношении вещества и примеси. Кроме того, среди загрязняющих веществ могут быть концентрированные отходы производств, не подлежащие отведению в канализационную сеть [16, c. 129].

Данные о физико-химических свойствах примесей сточных вод можно получить, ознакомившись с технологическим процессом и во время санитарного обследования производства. Нужно помнить, что на предприятиях условия образования сточных вод часто отличаются от предусмотренных технологическим процессом. Поэтому, выясняя состав сточных вод, режим их образования и условия отведения, нужно сравнивать данные технологического процесса с материалами санитарного обследования объекта. Большое значение для формирования состава производственных сточных вод имеет сырье. Так, основным компонентом сточных вод нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий является нефть, горнообогатительных фабрик - руда, мясокомбинатов - отходы мяса, непереваренной пищи животных, фабрик первичной обработки шерсти - жир, шерсть и пр. На состав сточных вод также влияют характер технологического процесса, реагенты, применяющиеся в технологическом процессе, промежуточные изделия и продукты, конечная продукция, качественный состав исходной воды, местные условия и т. п. Обычно наблюдается комбинация указанных источников.

Режим образования производственных сточных вод характеризуется периодичностью, т. е. зависит от режима технологического процесса или режима работы предприятия (сезонный, в одну, две или три смены). В связи с этим образование сточных вод может быть: равномерным или неравномерным, или периодическим (например, залповый сброс отработанного электролита с травильных или гальванических ванн).

2.2 Состав производственных сточных вод предприятий молочной промышленности. Допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах

В процессах молочного производства, связанных с получением таких продуктов, как творог, сыр, казеин и других концентрированных белковых продуктов (или их полуфабрикатов) образуется сыворотка, относящаяся к побочным продуктам. Проблема рационального использования молочной сыворотки актуальна для многих предприятий.

Примеси, содержащиеся в производственных сточных водах предприятий по переработке молока, включают потери молока и молочных продуктов, отходы производства, реагенты, применяемые в основном для мойки тары и оборудования. Количество сточных вод зависит от профиля производства, наличия оборотных систем водоснабжения и составляет от 1,0 до 6,0 л на 1 л переработанного молока. Концентрация примесей также зависит от вида выпускаемой продукции.

При сбросе в водоемы отходов молочного производства гибнет вся водная микрофлора, а через несколько дней, когда происходит закисание молока, появляется резкий неприятный запах.

При использовании фосфорсодержащих моющих средств сточные воды могут содержать высокие концентрации фосфора. Кроме того, в 100 г цельного молока содержится порядка 93 мг фосфора, поэтому потери молока и молочных продуктов также приводят к попаданию фосфорных соединений в сточные воды. Концентрации фосфора составляют в среднем 8-200 мг/л, азота 60-200 мг/л. Содержание жира в сточных водах молочных производств составляет 100-200 мг/л. Также в них могут содержаться органические примеси, коагулированный белок, йогуртовые наполнители, углеводы. Соотношение ХПК/БПК5 для различных производств колеблется от 1,2 до 1,9 (в среднем 1,45). Для производств сухого молока и казеина соотношение ХПК/БПК5 может достигать 2,2 [15, c. 123].

Сточные воды предприятий по переработке молока характеризуются высокой суточной неравномерностью их качественного состава и расходов, колебаниями значений водородного показателя рН. Изменение значения рН связано с режимом работы предприятия и видом используемых моющих реагентов. При использовании моющих средств на основе органических кислот происходит быстрый гидролиз органических веществ из молока и молочных продуктов и показатель рН сточных вод снижается до 2,0-3,0. При использовании соды и других щелочных моющих средств сточные воды становятся щелочными с показателем рН 9,0-11,0.

Рассмотрим допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах предприятий молочной промышленности.

Требования к степени очистки сточных вод предприятий по переработке молока определяются в первую очередь видом приемника сточных вод. Если сточные воды отводятся непосредственно в водный объект (прямое водоотведение), требования к степени очистки по основным параметрам изложены в приложении Г.1 ТКП 17.06-08-2012 «Охрана окружающей среды и природопользование. Гидросфера. Порядок установления нормативов допустимых сбросов химических и иных веществ в составе сточных вод» (далее -- ТКП 17.06-08-2012). Допустимые значения концентраций загрязняющих веществ в составе производственных сточных вод предприятий по переработке молока, отводимых в водные объекты,

устанавливаются:

- значение водородного показателя рН -- от 6,5 до 8,5.

- БПК₅ -- 25 мг/дм³;

- взвешенные вещества -- 30 мг/дм³;

- азот аммонийный -- 10 мг/дм³;

- ХПК -- 120 мг/дм³;

- азот общий -- 20 мг/дм³ [11, c. 84].

Допустимая концентрация фосфора принимается в зависимости от суточной массы общего фосфора в сточных водах, поступающих на очистные сооружения предприятий по переработке молока.

Допустимые концентрации других загрязняющих веществ определяются расчетами, исходя из расходов сбрасываемых сточных вод, нормативов качества воды водных объектов, фоновой концентрации загрязняющего вещества в фоновом створе, ассимилирующей способности водных объектов в порядке, устанавливаемом разд. 5 ТКП 17.06-08-2012.

При отведении сточных вод в систему канализации населенного пункта требования к степени очистки и допустимые концентрации загрязняющих веществ в них устанавливаются договорами между предприятиями по переработке молока и предприятиями, эксплуатирующими системы канализации населенных пунктов (водоканалы, предприятия ЖКХ). Допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, отводимых в хозяйственно-бытовую канализацию населенного пункта, устанавливаются решением местных органов власти. Также на предприятия по переработке молока распространяются требования приложения Л ТКП 17.06-08-2012 «Общие требования к содержанию загрязняющих веществ в производственных сточных водах предприятий, отводимых в систему хозяйственно-бытовой канализации населенных пунктов». Так, в системы канализации населенных пунктов не допускается отводить производственные сточные воды промышленных предприятий с температурой более 40°С, с рН менее 6,5 или более 9,0, с отношением ХПК/БПК5 более чем в 2,5, содержащие взвешенные и всплывающие вещества в концентрациях, превышающих 500 мг/дм³.

Не допускается отводить в систему хозяйственно-бытовой канализации населенных пунктов производственные сточные воды промышленных предприятий, содержащие:

- вещества, которые способны засорять трубы, колодцы, решетки или отлагаться на стенках труб, колодцев, решеток (окалина, известь, песок, гипс, металлическая стружка и т.п.);

- вещества, оказывающие разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;

- токсические вещества в концентрациях, нарушающих биологическую очистку сточных вод;

- возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы;

- нерастворимые масла, а также смолы и мазут; биологически трудно окисляемые органические вещества; биологически «жесткие» СПАВ;

- кислоты, горючие примеси, токсичные и растворенные газообразные вещества, растворители: бензин, диэтиловый эфир, дихлорметан, бензол и другие вещества, способные образовывать в канализационных сетях и сооружениях токсичные и взрывоопасные газовые смеси;

- грунт, строительный, бытовой мусор, а также другие производственные и хозяйственные отходы;

- производственные сточные воды, не загрязненные в производственных процессах (не требующих очистки);

- поверхностные сточные воды с территории площадок промышленных предприятий (дождевые, талые, поливомоечные сточные воды и др.) и дренажные воды при полной раздельной системе канализации населенного пункта [4, c. 111].

Проблема рационального использования молочной сыворотки актуальна для многих предприятий. Решение этой проблемы позволит улучшить экономические показатели за счет производства дополнительной продукции из молочного сырья и снижения выплат за превышение контролируемых показателей ХПК и ВПК в сточных водах.

Одним из наиболее перспективных направлений промышленного использования сыворотки является биосинтез. Из всех известных в настоящее время способов биосинтеза наименее трудо- и энергоемким считаются те, которые связаны со сбраживанием лактозы. Комплексное решение задач использования составных компонентов сыворотки и охраны окружающей среды предполагает безотходную технологию.

Установление допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий по переработке молока при их сбросе в систему хозяйственно-бытовой канализации населенных пунктов должно производиться исходя из обеспечения требуемой степени очистки городских сточных вод, при которой не происходит превышения допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах, отводимых в водные объекты с очистных сооружений населенных пунктов.

В заключение отметим, что технология очистки производственных сточных вод предприятий по переработке молока выбирается исходя из того, куда отводятся очищенные сточные воды. Сточные воды могут отводиться в системы канализации населенных пунктов, водные объекты. Кроме того, сточные воды могут очищаться для повторного использования для производственного водоснабжения.

ГЛАВА 3. Твердые отходы, образовавшиеся на предприятии молочной промышленности

Твердые отходы производства представляют собой источник загрязнения окружающей среды.

Твердые отходы производств органических веществ утилизировать сложно. Методы их сжигания по сравнению со сжиганием газообразных и жидких отходов более дорогостоящие, сложность представляет и разработка способа подачи отходов в печь, т.к. большинство из них перекачивать насосами нельзя. Наиболее рациональным в этом случае является подача их непосредственно в топку, но при этом большую трудность представляет обеспечение равномерной подачи. Необходимо учитывать, что с точки зрения современных требований по охране окружающей среды более рациональным является строительство небольших установок, предназначенных для утилизации твердых и жидких отходов, затаренных в бочки.

Значительные массы твердых отходов производств пластмасс представляют осадки процессов очистки соответствующих производственных сточных вод, характеризующиеся сложностью-состава и обычно направляемые в отвалы или на полигоны. Однако и эти отходы в ряде случаев могут быть эффективна утилизированы, в частности путем пиролиза.

Промышленные отходы - твердые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения [21, c. 211].

Твердые промышленные отходы (ТПО) представляют собой, как правило, более или менее однородные продукты, которые не требуют предварительной сепарации по группам для их переработки.

При переработке молока для изготовления масла, сыра, сметаны и другой молочной продукции появляются побочные продукты. Кроме того, в производстве часто образуется просроченная или бракованная продукция. И, несмотря на то, что они не являются опасными для здоровья человека или экологии, их необходимо каким-либо образом утилизировать. Поэтому для уничтожения побочных продуктов молочного производства применяются специальные технологии утилизации пищевых отходов промышленного типа:

- прессование;

- использование отходов на кормление животных.

Одна молочная ферма со 100 дойными коровами дает примерно 14 т

твердых отходов в сутки [14, c. 149].

Молочные коровы обычно выращиваются на пастбищах, кроме периодов содержания в загонах для сдаивания до и после отела и в течение смены сезонов. Использование воды для обеспечения чистоты при операциях доения может составлять от 20 до 45 литров в день на одну корову там, где не практикуется смыв отходов, до 600 литров в день на одну корову - там, где такая практика существует. Поэтому метод, используемый при чистке, в большой степени зависит от метода транспортировки навоза, его хранения и утилизации. Поскольку мясные хозяйства крупного рогатого скота требуют меньше воды, навоз здесь чаще всего обрабатывается в твердом или полутвердом состоянии. Компостирование является распространенным методом хранения и обработки подобных сухих отходов. Местная модель выпадения атмосферных осадков также сильно влияет на выбор методов работы с отходами. Излишне сухие фидлоты могут вызывать проблемы распространения по ветру пыли и запаха.

Значительную часть твёрдых бытовых отходов, идущих от населения, составляет тара и упаковка пищевых продуктов в виде упаковок, например, от молока, кефира, творога, майонеза, сыра, мороженого и др.

Разработчики полимерных бутылок для молока из города Ньюпорт Пагнелл в Великобритании осуществили новое технологическое достижение. В компании Nampak Plastics, располагающейся на улице Дженна Вэй в промышленном районе Interchange Park, апробировали, протестировали и начали поставки первой в мире молочной бутылки, содержащей до 30 % вторичного полиэтилена низкого давления (ПЭНД); вместимость бутылки - 1,892 л.

Это технологическое достижение компании Nampak Plastics совместно с компанией Closed Loop Recycling позволит, согласно проведенным оценкам, ежегодно экономить в молочной промышленности около 25 тыс. т первичного сырья, применяемого для изготовления бутылок.

Полиэтиленовая бутылка для молока - уже второе технологическое достижение разработчиков. Первым явилась разработка бутылки под названием Infini массой всего в 32 г. Достигнутое сокращение массы позволяет сэкономить 20 % первичного сырья, используемого при производстве обычных бутылок, в которых сейчас продается молоко в большинстве супермаркетов [7, c. 42].

Заключение

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество мелкодисперсной пыли естественного происхождения. Воздушные выбросы промышленных предприятий, в том числе на производстве молочной промышленности, механическая и ветровая эрозия почвы и другие искусственные и естественные процессы, происходящие в природе, во многих случаях увеличивают запыленность воздуха до такой степени, что по гигиеническим или технологическим соображениям возникает необходимость в очистке воздуха, подаваемого в здания и сооружения.

Животноводство является крупнейшим в мире источником глобального выброса метана и азота, которые намного более мощные и устойчивы, чем двуокись углерода. Говядина и молочные продукты составляют львиную долю -- 65% от выбросов парниковых газов. Выбросы от производства говядины на единицу белка в 150 раз выше, чем от сои.

Газообразные выбросы промышленных предприятий, в том числе предприятия молочной промышленности, образует в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность распространения загрязнений зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Время пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от одного до пяти лет, сернистого -- до нескольких дней, твердых частиц -- от нескольких секунд до нескольких месяцев и даже лет, в зависимости от их объемов и высоты источника. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков: дождей, снега, тумана.

2. Сточные воды - это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

В процессах молочного производства, связанных с получением таких продуктов, как творог, сыр, казеин и других концентрированных белковых продуктов (или их полуфабрикатов) образуется сыворотка, относящаяся к побочным продуктам. Проблема рационального использования молочной сыворотки актуальна для многих предприятий.

Примеси, содержащиеся в производственных сточных водах предприятий по переработке молока, включают потери молока и молочных продуктов, отходы производства, реагенты, применяемые в основном для мойки тары и оборудования. Количество сточных вод зависит от профиля производства, наличия оборотных систем водоснабжения и составляет от 1,0 до 6,0 л на 1 л переработанного молока. Концентрация примесей также зависит от вида выпускаемой продукции.

При сбросе в водоемы отходов молочного производства гибнет вся водная микрофлора, а через несколько дней, когда происходит закисание молока, появляется резкий неприятный запах.

Сточные воды предприятий по переработке молока характеризуются высокой суточной неравномерностью их качественного состава и расходов, колебаниями значений водородного показателя рН. Изменение значения рН связано с режимом работы предприятия и видом используемых моющих реагентов. При использовании моющих средств на основе органических кислот происходит быстрый гидролиз органических веществ из молока и молочных продуктов и показатель рН сточных вод снижается до 2,0-3,0. При использовании соды и других щелочных моющих средств сточные воды становятся щелочными с показателем рН 9,0-11,0.

3. Твердые отходы производства представляют собой источник загрязнения окружающей среды.

Твердые отходы производств органических веществ утилизировать сложно. Методы их сжигания по сравнению со сжиганием газообразных и жидких отходов более дорогостоящие, сложность представляет и разработка способа подачи отходов в печь, т.к. большинство из них перекачивать насосами нельзя.

При переработке молока для изготовления масла, сыра, сметаны и другой молочной продукции появляются побочные продукты. Кроме того, в производстве часто образуется просроченная или бракованная продукция. И, несмотря на то, что они не являются опасными для здоровья человека или экологии, их необходимо каким-либо образом утилизировать. Поэтому для уничтожения побочных продуктов молочного производства применяются специальные технологии утилизации пищевых отходов промышленного типа:

- прессование;

- использование отходов на кормление животных.

Одна молочная ферма со 100 дойными коровами дает примерно 14 т

твердых отходов в сутки.

Значительную часть твёрдых бытовых отходов, идущих от населения, составляет тара и упаковка пищевых продуктов в виде упаковок, например, от молока, кефира, творога, майонеза, сыра, мороженого и др.

Разработчики полимерных бутылок для молока из города Ньюпорт Пагнелл в Великобритании осуществили новое технологическое достижение. В компании Nampak Plastics, располагающейся на улице Дженна Вэй в промышленном районе Interchange Park, апробировали, протестировали и начали поставки первой в мире молочной бутылки, содержащей до 30 % вторичного полиэтилена низкого давления (ПЭНД); вместимость бутылки - 1,892 л.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Анацкая, А.Г. Создание новых молочных продуктов / А.Г. Анацкая // Молочная промышленность. - 2000. - №2. - С. 29 -32.

2. Беларусь в цифрах. Статистический справочник. - Минск: Национальный статистический комитет Республики Беларусь, 2015. - 76 с.

3. Бирюков, В.В. Основы промышленной биотехнологии / В.В. Бирюков. - М.: Колос, 2004. - 296 с.

4. Волова, Т.Г. Биотехнология / Т.Г. Волова. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 2009. - 252 с.

5. Воронов, Ю.В. Реконструкция и интенсификация работы канализационных очистных сооружений / Ю.В. Воронов. - М.: Стройиздат, 2009. - 224с.

6. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 2006. - 344 с.

7. Дегтерев, Г.П. Механизм образования молочных загрязнений и их классификация / Г.П. Дегтерев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - №11. - С.41 - 43.

8. Евдокимов, И.А. Современное состояние и перспективы использования лактозосодержащего сырья / И.А. Евдокимов // Известия вузов. Пищевая технология. 2010. - №1. - С. 15 - 17.

9. Залашко, М.В. Биотехнология переработки молочной сыворотки / М.В. Залашко. - М.: Агропромиздат, 2007. - 192с.

10. Истомина, JI.П. Интенсификация процесса биологической очистки сточных вод молочных заводов / JI.П. Истомина. - М.: Колос, 2014. - 296 с.

11. Колесов Ю.Ф. эксплуатации установки биологической очистки сточных вод молокозавода / Ю.Ф. Колесов // Известия вузов. Строительство. - 2009. - №11. - С.83 - 87.

12. Королева, Н.С. Основы микробиологии и гигиены молока и молочных продуктов / Н.С. Королева. - М: Легкая и пищевая промышленность, 2009. - 168 с.

13. Кравченко, Э.Ф. Состояние и перспективы переработки и использования молочной сыворотки / Э.Ф. Кравченко. - М.: Агропромиздат, 2008. - 200с.

14. Кунижев, С.М. Новые технологии в производстве молочных продуктов / С.М. Кунижев. - М.: Академия, 2014. - 203 с.

15. Мишуков, Б.Г. Очистка сточных вод молокоперерабатывающих предприятий / Б.Г. Мишуков // Сборник научных трудов ЛИСИ. - 2005. - №47. - С.123 - 128.

16. Нетрусов, А.И. Экология микроорганизмов / А.И. Нетрусов. - М.: Академия, 2004. - 272 с.

17. Свергузова, С.В. Основы микробиологии и биотехнологии / С.В. Свергузова. - Белгород: БелГТАСМ, 2009. - 496с.

18. Храмцов, А.Г. Молочная сыворотка / А.Г. Храмцов. - М.: Агропромиздат, 2010. - 240 с.

19. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки / А.Г. Храмцов. - М.: Агропромиздат, 2011. - 587 с.

20. Шуляк, Т.Д. Ферментация различных видов молочной сыворотки молочнокислыми бактериями / Т.Д. Шуляк // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. - №7. - С. 35 - 38.

21. Экологическая биотехнология: Пер. с англ. / Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А. Дж. Вейза. - Л.: Химия, 2011. - 384 с.

Размещено на Allbest.ru