Апр 09 2001

Екологічні аспекти утилізації стічних вод пивоварного виробництва

Опубликовано в 07:59 в категории Утилизация отходов

Екологічні аспекти утилізації стічних вод пивоварного виробництва

О.В. Малюжко, А.І. Салюк, Г.О. Нікітін

Український державний університет харчових технологій, м. Київ

Основною проблемою технології та екології харчової промисловості є проблема прісної води. Всі підприємства потребують велику кількість води, причому в одних випадках вода використовується безпосередньо на технологію (пивоварна промисловість), а в інших - для обслуговування технології, тобто для миття напівпродуктів та обладнання (м’ясопереробна промисловість).

Пивоварне виробництво пов’язане з великим розходом води, основна кількість якої утворює виробничі стоки.

Велика кількість стічних вод утворюється на стадії миття та замочування ячменя, промивки дріжджів, миття виробничих ємностей, трубопроводів, тари, а також при скиданні останніх промивних вод варочного цеху.

Стічні води пивоварного виробництва містять розбавлені розчини цукрів, білків, неорганічних солей, в них також знаходяться частки землі та зерна. Найбільш забрудненими є стоки, що утворюються при митті та замочуванні зерна, від відпрацьованого хмелю та миття відпрацьованих дріжджів.

Кількість стічних вод, концентрація їх забруднень залежать, в першу чергу, від потужності підприємства та прийнятої технології. Кількість стічних вод, що утворюються при виробництві 1 дал пива при оборотній системі водопостачання з послідовним використанням води складає 0,13 м3, в тому числі виробничих 0,7 м3, господарсько-побутових 0,01 м3 та умовно-чистих 0,05 м3 [2].

Стічні води пивоварної промисловості є концентрованими по органічним забрудненням. Кількість забруднень за БСК коливається від 550 до 1200мг/л. Концентрація забруднень від окремих цехів (варочний, бродильний та розливу продукції) сягає до 5000 мг/л за БСК [2].

Існує ряд способів утилізації стічних вод пивоварного виробництва, а саме: з них виділяють пивні дріжджі для медичних та кормових цілей, початі дослідження по вирощуванню водоростей на стічних водах з ме-

тою отримання біомаси для відгодівлі худоби. Але промислове виробництво їх здійснено лише на окремих підприємствах.

Також одним з способів вилучення органічних речовин з стічних вод пивоваріння є коагуляція, де в якості коагулянтів застосовують солі амонію, заліза, поліакрилові кислоти. Коагулянти утворюють гідрофобні колоїдні системи, які при коагуляції дають пластівці, що сорбують та захоплюють в процесі осадження частки речовин. Недоліком цього методу є утворення невідновлюваних відходів та низький ефект очистки від органічних домішок.

Незважаючи на існування різноманітних технологій утилізації відходів пивоварної промисловості, більшість стічних вод скидаються у відстійники.

Тому пошук альтернативних засобів утилізації та ефективного очищення таких стічних вод є актуальним для пивоварної промисловості.

Важливим аргументом для вирішення цієї проблеми є підвищення вимог до екологічного стану підприємств та необхідності сплати коштів за розміщення відходів згідно до діючого законодавства України.

Метою нашої роботи є пошук інтенсивної технології стічних вод пивоварного виробництва.

Як спосіб утилізації стічних вод нами було запропоновано використовувати метод анаеробно-аеробної ферментації.

При використанні цього методу значення ХСК стічних вод зменшується на 65 % при анаеробному зброджуванні та майже на 25 % при аеробній ферментації, тобто сумарне зменшення вмісту органічних речовин складає біля 90 %.

Очищена вода повторно може використовуватись для технологічних потреб, гарячого водопостачання і т.д.

В процесі метанового бродіння (анаеробної ферментації) використовується активний мул - конгломерат мікроорганізмів, що утворюється при відстоюванні стічних вод [2]. В ході анаеробної ферментації метаноутворюючі мікроорганізми живляться за рахунок органічних речовин стічних вод. В результаті суттєво знижується значення ХСК стічної води та утворюється мікробна біомаса, збагачена незамінними амінокислотами та вітаміном В12. Крім цього, в процесі метанового бродіння утворюється значна кількість біогазу, з якого можна вилучити метан з подальшим використанням його для технологічних потреб, наприклад, підігріву води.

Таким чином, при застосуванні анаеробно-аеробної ферментації як способу утилізації стічних вод пивоварного виробництва ми одночасно вирішуємо декілька питань - досягається значне зниження вмісту органічних речовин у стічній воді, отримання цінної мікробної біомаси та виділення біогазу.

Як спосіб доочистки стічної води проводилась аеробна ферментація, по закінченні якої кінцеве значення ХСК стічних вод пивоварного виробництва складало 20 мг О2/л.

Тому предметом наших досліджень була анаеробна-аеробна ферментація стічних вод пивоварного виробництва.

При метановому бродінні використовувався напівнеперервний від\’ємно-доливний метод бродіння.

При термофільному режимі (t=520С) процес метанового бродіння відбувався на протязі 20 діб.

При зброджуванні в лабораторних умовах з 100 мл стічних вод утворювалось 650 см3 біогазу з 80 % вмістом чистого метану.

Початкове значення ХСК в стічних водах пивоварного виробництва складає 2200 мг О2/л, а після метанового бродіння ХСК складало 760 мг О2/л.

Однак, скидання стічних вод в загальну каналізацію з отриманим значенням ХСК недопустиме. Як спосіб доочистки стічних вод була запропонована аеробна ферментація. Досліди проводились в лабораторних умовах. Після 24 годин аерації ХСК стічних вод становило 300 мг О2/л, а після 48 годин аерації - 20 мг О2/л.

Загальні показники очистки стічних вод пивоварного виробництва зведено в таблицю 1.

Таблиця 1. Показники очистки стічних вод пивоварного виробництва шляхом метанового бродіння та аеробної ферментації

Показники

Метанове бродіння

1.

Хімічне споживання кисню (ХСК), мг О2 /л

До метанового бродіння

Після метанового бродіння

Зміна, %

2200

760

65

2.

Леткі жирні кислоти (ЛЖК), мг-екв/л

4,2

0,72

84

3.

Молочна кислота, мг/мл

1,39

1,83

35

Аеробна ферментація

1.

Хімічне споживання кисню (ХСК), мг О2 /л

Час, год

760

0

360

12

300

24

80

36

20

48

Графічно динаміку зниження значення ХСК стічних вод пивоварного виробництва при очистці їх за допомогою метанового бродіння та аеробної ферментації показано на рисунку 1.

Висновки

В зв’язку з тим, що початкове значення ХСК стічних вод пивоварного виробництва складає 2200 мг О2/л, скидання його в каналізацію категорично забороняється.

В ході процесу метанового бродіння значення ХСК стічних вод пивоварного виробництва постійно змінювалось і кінцеве значення ХСК становило 760 мг О2/л.

Після 48 годин аеробної ферментації значення ХСК становить 20 мг О2/л.

В процесі ферментації із 100 мл стічних вод утворюється мікробна біомаса, збагачена вітаміном В12, що дозволяє використовувати її в сільському господарстві та виділяється значна кількість метану, що в подальшому дозволить використовувати газ для побутових потреб.

Література

1. А.П. Колпакчи, Н.В. Голикова, О.В. Андреева Вторичные материальные ресурсы пивоварения. М., Агропромиздат, 1986. - 160 с.

2. В.Г. Тихомиров, Г.И. Фертман Водопотребление и сточные воды пивоваренной промышленности. М., 1976. - 32 с.

3. Г.И. Фертман, Э.А. Исакова Использование отходов солодовенного производства. М., 1967. - 28 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.