РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА ТА ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ БІОЛОГІЧНОГО ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ
ВОД МОЛОКОЗАВОДІВ
2.1. Вибір напрямку теоретичних та експериментальних досліджень
Фізико-хімічний склад стічних вод підприємств молочної промисловості, основними
забрудненнями яких є органічні речовини, визначає доцільність використання для
їх очищення біологічних методів. Аналіз даних стосовно ефективності роботи
очисних споруд молокозаводів України та основних проблем, що виникають при
експлуатації споруд біологічного очищення, підтверджує необхідність пошуку
біотехнологій, відмінних від технології біологічного очищення
господарсько-побутових стічних вод.
Оскільки основну масу забруднень стічних вод складають органічні сполуки, що
легко окиснюються (молочні білки та цукри), для очищення стічних вод
молокозаводів, розташованих у невеликих населених пунктах, доцільно
використовувати методи обробки в аеробних умовах. Необхідність влаштування
складного апаратного оформлення та ретельного дотримання основних технологічних
параметрів, а також висока ймовірність закисання осадів в процесі зброджування
молочних цукрів при використанні анаеробних методів значно звужують межі їх
застосування в Україні.
Як було зазначено вище, основними проблемами при очищенні стічних вод
підприємств молочної промисловості біологічними методами є проблеми “спухання”
активного мулу або кольматація фільтруючого завантаження. Отже, необхідно
розробити конструкцію споруди біологічного очищення стічних вод, яка дозволить
ефективно використовувати метаболістичні властивості мікроорганізмів,
характерних для стічних вод молокозаводів, та забезпечить її надійну роботу
навіть при інтенсивному розвитку цих мікроорганізмів.
Також негативними сторонами класичної біотехнології є утворення великої
кількості осадів і надлишкового активного мулу в результаті очищення та високі
питомі енерговитрати на 1 м3 очищеної води, що приводить до зростання
собівартості продукції підприємства. Значно впливає на собівартість очищення
стічних вод влаштування рециркуляційних потоків. Зневажливе ставлення до
біологічної складової технології очищення стічних вод приводить не тільки до
перевитрати енергоресурсів, а й до низької якості очищених стічних вод.
Зменшення кількості утворених в результаті очищення стічних вод осадів можливе
за рахунок ефективного використання трофічних взаємовідносин між організмами
біоценозу очисної споруди. При цьому у ценоз споруди біологічного очищення
мають бути включені саме ті групи гідробіонтів, що здатні ефективно
метаболізувати характерні для стічних вод підприємств молочної промисловості
забруднення та можуть бути включені в раціон організмів наступних трофічних
груп. Використання надлишкових біомас організмів-очисних агентів в інших
галузях народного господарства дає можливість зробити технологію екологічно
чистою та зменшити собівартість очищення стічних вод.
Інший напрямок наукових досліджень – очищення стічних вод молочної
промисловості без первинного відстоювання та попередньої анаеробної обробки.
Відмова від влаштування первинних відстійників дає можливість не тільки
підвищити надійність роботи очисних споруд в цілому, а й зменшити кількості
утворених відходів, розміри капітальних витрат на будівництво очисних споруд. В
такому випадку розчинені органічні сполуки та крупні нерозчинені частки будуть
трансформуватись в одній споруді, що дає можливість інтенсифікувати процеси
очищення стічних вод.
Нерівномірність надходження стічних вод та різкі коливання концентрацій
забруднень наштовхують на думку про доцільність включення у схему очисних
споруд усереднювача, за рахунок якого можна вирівняти концентрації забруднень у
стічних водах та їх витрату. Влаштування усереднювача дає можливість зменшити
об’єми споруди біологічного очищення та запобігти згубному впливові на біоценоз
концентрованих залпових скидів, окрім того, в усереднювачі буде відбуватись
часткове окислення органічних сполук та насичення стічних вод киснем.
На підставі аналізу літературних джерел по використанню у процесах біологічного
очищення стічних вод різних типів організмів можна зробити висновок про
можливість ефективного використання методу “біоконвеєра”, задекларованого
науковцями Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського
[65-67]. Для практичної реалізації такої ідеї необхідна розробка технологічної
схеми біологічного очищення стічних вод молокозаводів, комплекс споруд якої
могли б реалізувати переваги просторової сукцесії організмів та розгалуженого
трофічного ланцюга.
Оскільки створення просторової сукцесії мікроорганізмів в одній споруді
біологічного очищення досить проблематичне (хіба що споруда буде комбінованою і
матиме окремі блоки), зміну угруповань гідробіонтів в просторі можна створити в
ланцюгу окремих біореакторів. У такому випадку початкове очищення стічної води
мають здійснювати мікроорганізми, пристосовані до високих концентрацій
забруднень (бактерії, гриби), потім у процес біотрансформації органічних
речовин необхідне включення організмів наступних трофічних рівнів (організмів
із більш високим рівнем організації), що дає можливість утилізувати метаболіти
та приріст біомаси гідробіонтів попереднього трофічного рівня. Кінцевий етап
очищення мають здійснювати вища водна рослинність та водорості, що мають
здатність надавати очищеним стічним водам кондиції, наближеної до природної
води.
Отже, пріоритетними напрямками наукових досліджень нової біотехнології очищення
стічних вод підприємств молочної промисловості мають бути прямоточність схеми
біологічного очищення, використання в
- Київ+380960830922