М. А. ЕСИН, А. В. РОМАШКО

1. Есин Михаил Анатольевич, начальник технологического отдела, АО «МАЙ ПРОЕКТ», 115054, Россия, Москва,  Б. Строченовский пер., 7, эт. 8, тел.: 8(985)178-65-78, e-mail: yesin@myproject.msk.ru

2. Ромашко Андрей Васильевич, ведущий инженер-технолог технологического отдела, АО «МАЙ ПРОЕКТ», 115054, Россия, Москва,  Б. Строченовский пер., 7, эт. 8, тел.: (495)989-85, e-mail: romashko@myproject.msk.ru

В статье описаны источники формирования сточных вод при производстве продукции на предприятиях молочной промышленности и освещены наилучшие доступные технологии при очистке сточных вод. Рассмострены варианты их очистки как до требований сброса в городской коллектор, так и в водоем рыбохозяйственного назначения высшей категории. Показана высокая  эффективность и надежность работы флотаторов, поставляемых компанией «МАЙ ПРОЕКТ», при очистке сточных вод предприятий пищевой промышленности, описаны конструктивные особенности флотаторов.

Ключевые слова: молоко, сточные воды, проект, коагулянт, флокулянт, напорная флотация, флотатор, нитри-денитрификация.

Ужесточение штрафных санкций, налагаемых на водопользователей (водоканалы), за сброс недостаточно очищенных сточных вод в водный объект неприменно приводит  к усилению контроля за качеством сбрасываемых сточных вод промышленными предприятиями в городскую канализацию. Это связано с тем, что в случае поступления на очистные сооружения канализации сточных вод с концентрациями загрязнений в 1,5 – 3 раза выше ПДК на прием в городкую канализационную сеть, у эксплуатационного персонала сооружений не остается шансов не допустить сброс недостаточно очищенных сточных вод в водный объект.

При этом штрафные санкции для промышленных предприятий за несоответствие качества сбрасываемых сточных вод требованиям по ПДК несоизмеримо меньше, чем для водоканалов. Это правовое несоответствие не может долго существовать, поэтому есть весомые предположения, что в ближайшее время промышленные предприятия столкнутся с более жесткой политикой в области рационального использования водных ресурсов и предотвращения загрязнения окружающей среды. На первом этапе это может выражаться в постоянном контроле за качеством сточных вод, сбрасываемых промышленными предприятиями в городской коллектор, путем установки автоматических пробоотборников и анализаторов ХПК, соединений азота, фосфора и т. п.  на сбросном трубопроводе. Вторым этапом возможно значительное повышения штрафных санкций за превышения норм сброса промышленными предприятиями. А если учитывать, что модернизацию локальной очистки сточных вод любого промышленного предприятия невозможно провести за короткий срок, начинать действовать необходимо уже сегодня.

Отличительной особенностью 2011 года для нашей компании стало значительное повышение количества запросов на разработку технико-коммерческих предложений для предприятий по переработке молока. В очистке сточных вод этих предприятий есть много специфических особенностей: достичь ПДК удается только при использовании самого эффективного оборудования.

С предприятиями молочной промышленности компания «Экополимер» работает с 1999-2000 года, когда впервые была установлена аэрационная система на предприятии, входящим в группу Nestle, в г. Шанхай, Китай. С того времени компания накопила много знаний в области очистки сточных вод молочной промышленности и в настоящее время готова предложить самому требовательному Заказчику комплексные решения очистных сооружений «под ключ»: начиная предпроектными работами и заканчивая пусконаладочными работами, обучением эксплуатационного персонала и последующим сервисным обслуживанием.

Рассмотрим наиболее типичный производственный процесс по переработке молочных продуктов и характер образующихся сточных вод.

Наиболее загрязненные производственные сточные воды поступают от таких цехов, как консервный, цельномолочный,  цех заменителей цельного молока, а также площадки мойки машин по перевозке молока. Потоки на предприятиях молочной промышленности условно можно разделить на высококонцентрированные, поступающие от цельномолочного, консервного цехов и цеха ЗЦМ, и слабоконцентрированные – от мойки машин и оборудования, котельной, гаражей. К последним также относятся хозяйственно-бытовые  сточные воды от зданий и сооружений, расположенных на территории предприятия.

По требованиям к качеству очистки сточных вод и их точке сброса предприятия по переработке молока можно разделить на две группы:

1)  находящиеся в черте города и сбрасывающие очищенные сточные воды в городской коллектор;

2)  сбрасывающие очищенные сточные воды в водоем.

В связи с этим применяются различные технологические решения очистки: локальная очистка для первой группы и полный цикл очистки – для второй.В большинстве случаев нельзя выделить и очищать сточные воды отдельного цеха, поэтому на локальные очистные сооружения поступает смесь производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Их локальная очистка в этом случае заключается в процеживании на решетках с прозором 2 – 3 мм, усреднении и напорной реагентной флотации, которая является наиболее эффективным методом удаления взвешенных веществ, масел и жиров из сточных вод.

В некоторых случаях возможно отвести сточные воды цельно-молочного цеха или цеха ЗЦМ и произвести их очистку в анаэробном биореакторе с получением биогаза с содержанием метана 60 – 75%, который можно использовать в системе отопления предприятия. Обязательным условием применения анаэробной очистки с метанизацией является высокие нагрузки по ХПК – с концентрацией более 3000 мг/л. Общий вид анаэробного биореактора представлен на рисунке 2.  Компания «Экополимер» имеет опыт работы с технологией обработки высококонцентрированных сточных вод. В настоящее время компанией «Экополимер» запроектированы анаэробные биореакторы для Группы предприятий «ОСТ» г. Черноголовка (Московская область) [2] и ЗАО «Надежда» (г. Кривой Рог, Украина), ведется реализация данных проектов.

Общий вид анаэробного реактора

Полный цикл очистки заключается в дополнении сооружений по локальной очистке сооружениями биологической очистки и доочистки. К самым современным направлениям при реализации полного цикла очистки относятся технология нитри-денитрификация с биологическим удалением фосфора и мембранная микрофильтрация. Эти  методы с успехом используются за рубежом, а также в нашей практике реализации проектов очистных сооружений. Качество воды после такой очистки соответствует самым жестким требованиям к сбросу в водоем рыбохозяйственного назначения.

Ввиду того, что наиболее часто используется схема локальной очистки, группа компаний «Экополимер» накопила значительный опыт в реализации такой технологии. Выполнен ряд проектов, где компания «Экополимер» выступила в качестве основного подрядчика при выполнении проектной документации, поставки оборудования и пусконаладочных работ.

Крупные промышленные предприятия работают в три смены, поэтому коэффициент неравномерности поступления сточных вод колеблется в пределах 1,3 – 1,8. Для сглаживания неравномерности поступления расходов и загрязнений сточных вод на физико-химическую очистку, а также сглаживание рН сточных вод применяется усреднение. Это позволяет получить стабильно высокую эффективность очистки сточных вод на последующей флотации и сократить количество вводимых реагентов. Западная концепция в обработке сточных вод молочной промышленности заключается в больших объемах сооружений для усреднения: от 12 до 24 часов пребывания сточных вод. Общий вид флотационной установки показан на рисунке 3.

Общий вид флотационной установки

Самым весомым преимуществом предлагаемых локальных очистных сооружений является тот факт, что флотаторы, поставляемые компанией «Экополимер», имеют очень высокую эффективность удаления взвешенных веществ, масел и жиров, фосфатов, а также снижения ХПК и БПК.

№№	Наименование показателя	Эффективность очистки, %	Пищевое предприятие (на примерах реализованных проектов)
			№1	№2	№3
1	Взвешенные вещества	95 – 99	96,89 – 99,53	96,89 – 99,53	98,1
2	Жиры и масла	93 – 99	93,23 – 99,51	93,23 – 99,51	85,4
3	ХПК	50 - 80	49,41 – 53,1	49,41 – 53,1	74,3
4	БПК5	50 - 80	52,81 – 71,76	52,81 – 71,76	77,4
5	Фосфаты	70 – 95*	-	-	99,3*

*Примечание: эффективность удаления фосфатов зависит от химического состава воды

Для примера приведем эффективность установки флотационной очистки от жиров, конструкция которой описана в литературе.  Снижение жиров на этой установке составляет 90-95%, и это считается высокой эффективностью очистки. На практике при правильном подборе флотационного оборудования и реагентов удается достигнуть большей эффективности очистки.

Высокая эффективность и надежность работы флотаторов, поставляемых ГК «Экополимер», обусловлена особенностями их конструкции. Емкости флотаторов изготавливаются из нержавеющей стали AISI 304 или  AISI 316, остальные конструктивные элементы из коррозионно-стойких материалов: полиэтилена, поливинилхлорида и т. п.

Выбор конструктивных особенностей флотаторов производится на стадии проведения обследования, где из существующих пяти марок флотаторов выбирается конкретный тип и подбирается вспомогательное оборудование: рециркуляционный насос и компрессор. Также при проведении обследования системы канализации предприятия уделяется особое внимание исследованиям по эффективности напорной реагентной флотации сточных вод. На этапе лабораторных исследований предварительно подбираются реагенты и их дозы: коагулянт, флокулянт и щелочь - с учетом фактического качества сточных вод и наличия поставщиков реагентов вблизи исследуемого объекта. Поэтому уже до начала проектирования Заказчик имеет достоверную информацию о величине предстоящих эксплуатационных затрат и предполагаемом качестве очищеных сточных вод. Также на этапе предпроектных работ уточняются пожелания руководства предприятия об уровне автоматизации, предполагаемых сроках выполнения монтажных и пусконаладочных работ, состав программы по обучению персонала и регламента работы очистных сооружений, а также гарантийный срок и преимущества дальнейшего сервисного обслуживания.

Список используемой литературы.

1. Технический справочник по обработке воды (Дегремон): в 2 т. Т. 2.: пер. с фр. – СПБ.: Новый журнал, 2007, 1697 с.
2. Мешенгиссер Ю.М., Щетинин А.И., Малбиев Б.Ю., Есин М.А., Вавилов О.Ю., Розанов О.А., Кирьяков Н.В., Быков Е.В. Модернизация и реконструкция очистных сооружений канализации Научного центра РАН г. Черноголовки // Водоснабжение и сан. техника. 2007. №11 – 12.
3. Мешенгиссер Ю. М., Щетинин А. И. Управление процессом строительства и реконструкции объектов водопроводно-канализационного хозяйства // Водоснабжение и сан. техника. 2010. №11.
4. Щетинин А. И., Есин М. А., Реготун А. А., Малбиев Б. Ю. Моделирование биохимических процессов очистки сточных вод как основа ретехнологизации сооружений // Водоснабжение и сан. техника. 2010. №11.
5. Мешенгиссер Ю. М., Щетинин А. И., Галич Р. А., Михайлов В. К. Удаление азота и фосфора при ступенчатой денитрификации и пневматическом перемешивании // Водоснабжение и сан. техника. 2005. №8.
6. Щетинин А. И., Реготун А. А. Определение возможного качества очистки сточных вод активным илом при помощи программы «ЭкоСим» // Водоснабжение и сан. техника. 2000. №12.
7. Щетинин А. И., Агафонкин В. В., Костин Ю. В., Томилов С. М. и др. Очистка сточных вод предприятий мясоперерабатывающей промышленности // Водоснабжение и сан. техника. 2010. №11.
8. Ксенофонтов Б. С. Очистка воды и почвы флотацией. М.: Новые технологии. – 2004, 224 с.