Влияние Чекмагушевского молочного завода на загрязнение вод реки Чебекей

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОУ ВПО «БашГосУниверситет»

Биологический факультет

Кафедра экологии

Дипломная работа специалиста

Влияние Чекмагушевского молочного завода на загрязнение вод реки Чебекей

Кутлыев Роберт Рахматьянович

Научный руководитель:

д.б.н., проф. Б. М. Миркин

Допущена к защите:

заведующий кафедрой

д. б. н., проф. Г. Г. Кузяхметов

Уфа

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1.1 Загрязнение водоемов

1.2 Особенности загрязнения сточных вод в молочной промышленности

1.3 Загрязнение атмосферы

1.3.1 Источники загрязнения атмосферы

1.3.2 Загрязнение воздушной среды в процессе молочного производства

1.4 Отходы производства и потребления

1.5 Основные мероприятия по снижению загрязнений окружающей природной среды

ГЛАВА 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ

2.1 Общие сведения о Чекмагушевском районе

2.2 Характеристика ООО «Чекмагушевский молочный завод»

ГЛАВА 3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ООО ”ЧЕКМАГУШЕВСКИЙ МОЛОЧНЫЙ ЗАВОД”

3.1 Методы очистки сточных вод

3.2 Составляющие очистных сооружений ООО «ЧМЗ»

3.3 Принцип работы ОС

3.4 Состав биоты активного ила

3.5 Основные показатели работы ОС

3.6 Микроорганизмы, характеризующие хорошую работу биофильтров и аэротенков

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД ПРЕДПРИЯТИЕМ ООО «ЧЕКМАГУШЕВСКИЙ МОЛОЧНЫЙ ЗАВОД» ЗА 2002-2006 ГОДЫ»

4.1 Динамика объема сброса очищенных сточных вод в р. Чебекей на ООО «Чекмагушевский молочный завод»

4.2 Общая характеристика динамики сброса загрязняющих веществ в сточные воды

4.3 Динамика содержания основных загрязняющих веществ в сточных водах

4.4 Эффективность работ очистного сооружения по различным загрязнителям

4.5 Влияние БОС на содержание основных загрязняющих веществ

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ПРЕДПРИЯТИЕМ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Пищевая и перерабатывающая промышленность, как и многие другие отрасли народного хозяйства, является источником негативного воздействия на окружающую среду, т.е. загрязнения. В соответствии с «Законом об охране Окружающей Среды», загрязнение - это физическое, химическое, биологическое изменение окружающей природной среды, вызванное антропогенной деятельностью и содержащее угрозу причинения вреда жизни и здоровью человека, состоянию растительного и животного мира, экологических систем природы.

По степени интенсивности взаимодействия пищевой промышленности с окружающей средой первое место среди объектов природы занимают водные ресурсы, затем - почва и воздух. По расходу воды на единицу выпускаемой продукции пищевая и перерабатываемая промышленность занимает одно из первых мест среди отраслей народного хозяйства. Большую часть воды используют для охлаждения и конденсации продуктовых потоков. Образующиеся сточные воды содержат растворимые и нерастворимые органические и неорганические вещества, включая токсичные.

В настоящее время окружающая природная среда испытывает сильный пресс в различных отраслях сельского хозяйства, в том числе и молочная промышленность. Даже в небольших населенных пунктах (с. Чекмагуш) при несоблюдении пунктов экологического кодекса, небольшие сельскохозяйственные промышленные предприятия загрязняют атмосферу, воду, почву. Эти загрязнения попадают в продукцию растениеводства, корма, а через них в продукцию животноводства. Поэтому экологические проблемы даже небольших городов и населенных пунктов являются очень актуальными.

Все предприятия функционируют, используя огромное количество воды. Даже для предприятий, оборудованных системами оборотного водоснабжения, количество потребляемой свежей воды в несколько раз превышает объем перерабатываемого сырья. Высокий уровень водопотребления обуславливает и большой объем образования сточных вод.

Стоки предприятий, содержащие остатки растительного происхождения, быстро закисают, загнивают, повышенная их концентрация вызывает загрязнение окружающей среды и угрожает здоровью населения. Кроме того, при сбросе в водоемы неочищенные сточные воды значительно ухудшают свойства воды, снижая содержание в ней кислорода, может привести к гибели рыб и планктона.

Наиболее вредными веществами, поступающими от производства пищевых продуктов в атмосферу, являются: диоксид и оксид углерода, бензин, выбросы от сжигания топлива, а также пыль сухих продуктов. Загрязнения, поступающие в почву, по источникам образования делятся на промышленные, бытовые и сельскохозяйственные. В основной массе отходы, поступающие в почву от предприятий пищевой промышленности, являются нетоксичными. Наряду с экономическим аспектом - расширением ресурсного потенциала сырья, использование вторичного сырья и отходов имеет и экологический аспект, т. к. в отсутствие утилизации отходов и неконтролируемого выброса их в воду, воздух и почву увеличивается антропогенная нагрузка на окружающую природную среду, что ведет к дисбалансу в экологических системах.

Целью данной дипломной работы является оценка влияния ООО «Чекмагушевский Молочный Завод» на окружающую среду вблизи предприятия и, в первую очередь, степень воздействия сбрасываемых сточных вод в реку Чебекей.

Были поставлены следующие задачи:

1) оценка характера химического загрязнения сточных вод;

2) выявление источников загрязнения;

3) разработка рекомендаций по снижению негативного воздействия и улучшению качества сточных вод.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1.1 Загрязнение водоемов

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, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности человека. (Сергеев, 1994)

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

· 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.

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 и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды. Они, в основном, проявляются в изменении химического состава воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д. в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. (Пирогов, 1987)

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в ней химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительно влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате, снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуя деятельность бактерий, минерализующих органические вещества. (Белов, 1999) Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

В сточных водах, около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий. (Лебедев, 1982)

1.2 Особенности загрязнения сточных вод в молочной промышленности

Вторичные сырьевые ресурсы и отходы являются основным источником загрязнения сточных вод. В связи с тем, что отходы образуются практически на всех стадиях производства, все процессы вносят свой вклад в образование загрязнителей, которые попадают в водные потоки, образуя сточные воды. (Рабилизиров, 1986)

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, промывку масла, мойку сыров, технологического оборудования, тары, автомобильных цистерн и др.);

· 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 и др.).

На предприятиях молочной промышленности вода после использования сбрасывается в канализацию, сточные воды составляют 80 - 90% от потребляемой предприятием исходной воды. (Полищук, 1989)

Системы производственного водоснабжения применяются с прямоточным, последовательным и оборотным использованием воды. Для снижения уровня водопотреблении, водоотведения и следовательно объемов сбросов отходов предприятием необходимо широко использовать системы оборотно-повторного водоснабжения, основные из которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Повторно-оборотные системы водоснабжения предприятий молочной, масло- и сыродельной промышленности (по Сергееву, 1989)

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, после мойки оборудования, тары, автоцистерн);

· производственные малозагрязненные (конденсат вакуум-выпарных установок, последние ополоски процессов мойки и др.);

· хозяйственно-бытовые (столовые, санузлы и другие вспомогательные помещения).

Сточные воды содержат большое количество органических соединений (белки, жиры, молочный сахар), 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. (Сергеев, 1989)

Характеристика сточных вод производства молочной промышленности приведена в таблице 2.

Таблица 2. Физико-химический состав (в мг/л) сточных вод предприятий молочной промышленности (по Щербиной, 1985)

Показатель содержания веществ	Величина показателя для заводов маслодельных, сухого и сгущенного молока
Взвешенные вещества	350
Азот	50
Фосфор	7
Жиры	100 - 400
Хлориды	150
БПК	1000
ХПК	1500
рН	6,8 - 7,4

По содержанию загрязнений сточные воды предприятий молочной промышленности в 5 - 10 раз более загрязнены, чем хозяйственно-бытовые стоки, и при сбросе без очистки представляют значительную опасность для окружающей среды. (Щербина, 1985)

Сточные воды характеризуются значительными колебаниями расходов и загрязненности в течении суток, что вызвано залповыми сбросами отходов производства, моющих веществ и цикличностью технологических процессов. Резкие изменения рН, расхода воды, поступления в нее органических загрязнений нарушают нормальный режим работы очистных сооружений, значительно ухудшают эффективность очистки.

Количество образующихся сточных вод зависит от водопотребления, наличия повторного и оборотного водоснабжения, особенностей технологического процесса, качества сырья, поступающего на переработку и многих других факторов.

Сточные воды, образующиеся при переработке растительного сырья, выработку продуктов пищевой и перерабатывающей промышленности, имеют различный состав. Характер и концентрация загрязнений могут оказывать на состояние воды в водоемах разнообразное влияние. (Вторичные материальные ресурсы пищевой промышленности, 1984)

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. (Анципович, 1985)

В связи с тем, что скорость биохимического окисления органических веществ сточных вод пищевых предприятий разная, то рекомендовать один и то же способ биологической очистки для всех видов сточных вод нельзя. Обеззараживают сточные воды хлорированием, озонированием, ультразвуком, ультрафиолетовыми лучами.

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.

Нормы загрязненности сточных вод при сбросе на очистные сооружения населенных пунктов или собственные системы очистки устанавливаются в соответствии с существующими требованиями на сброс сточных вод в эти объекты при соблюдении условий достижения нормативов ПДС, разрабатываемых с учетом ПДК.

Контроль качества воды и сточных вод на предприятиях молочной промышленности рекомендуется осуществлять в специальной лаборатории. Одним из рациональных путей решения загрязненности стоков является сбор первых ополосков с последующей их утилизацией для пищевых и комовых целей. (Рекомендации по снижению загрязненности вод предприятий молочной промышленности, 1987)

Большую долю сточных вод образуют смывные воды оборудования молочных предприятий. Сбор первых ополосков при мойке технического оборудования емкостей для перевозки молока способствует снижению на 25 - 35% загрязнения сточных вод, увеличивает ресурсы пищевых кормовых продуктов. Если на должном уровне организовать сбор и утилизацию ополосков, то в некоторых случаях отпадает необходимость в строительстве локальных очистных сооружений перед сбором сточных вод в городскую канализацию. Наиболее рациональным направлением переработки отходов является их концентрирование и реализация концентрата для пищевых и кормовых целей. (Акулов, 1989) В наибольшей степени в молочной промышленности сточные воды загрязняет молочная сыворотка. Одна тонна сыворотки, слитая в сточные воды, загрязняет водоем так же, как 100 куб. м. хозяйственно-бытовых вод. Стоимость очистных сооружений и вред, наносимый сливом сыворотки в водоемы, делает актуальной проблему ее промышленной обработки. (Забалухина, 1984)

1.3 Загрязнение атмосферы

1.3.1 Источники загрязнения атмосферы

Существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные и транспорт. Для каждого из этих источников в общем, загрязнение воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас, общепризнанно, наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнения - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, фтор, хлор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления помещений, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу; и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии сенного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических взаимодействий между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения являются на планете тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки. (Протасов, 2000)

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости от развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70% общей массы выбросов. (Потапов, 2000)

1.3.2 Загрязнение воздушной среды в процессе молочного производства

Для анализа влияния предприятий молочной промышленности на воздушную среду необходимо оценивать основные источники загрязнения.

Инвентаризация источников выбросов предприятий молочной промышленности позволила выявить основные технологические процессы и оборудование, вызывающие загрязнение воздушной среды, которые представлены в таблице 3.

Вентиляционные выбросы основных производственных цехов молочных предприятий относятся к категории условно-чистых и практически не загрязняют воздушную среду.

Таблица 3. Основные источники выбросов вредных веществ от основного и вспомогательного производств предприятия (по Тищенко, 1991)

Производство, цех, отделения, оборудование	Объем выброса, Тыс. куб. м./час	Температура, Сє	Выбрасываемое вещество
Сушильные установки	2 - 100	70 - 85	Пыль сухих паров
Дозаторы сыпучих материалов	*	70 - 85	Пыль сухих паров
Механическое оборудование	0,5 - 15	18 - 25	Пыль металлическая, пыль абразивная
Котельная	5 - 100	130 - 300	Оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, твердые частицы
Мойка тары и оборудования	*	30 - 60	Тары щелочи, кислот, пыль моющих средств

Примечание: *Объем выброса зависит от производительности аспирационной системы

Основными источниками загрязнения воздуха являются:

· производство сухого цельного и обезжиренного молока;

· сыродельный цех (парафинеры, коптильни колбасного сыра);

· паросиловое оборудование (котельная);

· использование автотранспортных средств.

Анализ выбросов вредных веществ предприятиями отрасли показывает, что загрязнение атмосферы происходит в основном от трех видов источников: 1) выбросы от основного производства; 2) выбросы от вспомогательного производства (котельная, компрессорная); 3) автотранспорт. (Тищенко, 1991)

При нормировании выбросов в атмосферу используются общепринятые методики. Все предприятия молочной промышленности должны осуществлять систему контроля загрязнений, и вести статистический отчет по форме №2 - тп (воздух).

Основным направлением защиты воздушного бассейна от выбросов на предприятиях молочной промышленности являются:

· разработка и внедрение предприятием мероприятий по снижению концентрации выбросов до величин, не превышающих ПДК;

· очистка вентиляционного воздуха и газов перед выбросом в атмосферу;

· использование энергосберегающих технологий.

Вторичное тепло сконденсированной воды может быть использовано для вспомогательных нужд предприятия, отопления основных цехов и тепличного хозяйства, предварительного подогрева продукции и т.д.

Утилизация тепла дымовых газов при охлаждении до температуры до 35 - 40 єС позволяет повысить коэффициент использования котлов и уменьшить тепловые выбросы в атмосферу. В целях снижения теплового загрязнения атмосферы и экономии тепла на предприятиях по производству сухого молока, отработанный воздух, температура которого составляет 75 - 85 єС, можно использовать для смешения с первичным воздухом. Это позволяет экономить до 20% тепла.

Отработанный воздух сушильных установок может применяться для подогрева воздуха в рекуператорах. Одним из направлений сокращения вредных выбросов в атмосферу является перевод автотранспорта с дизельного топлива на карбюраторное.

Очистку вентиляционного воздуха и газов перед выбросом в атмосферу производят в газопылеочистных установках и аппаратах.

Таблица 4. Методы очистки выбросов для предприятий молочной промышленности (по Сызенко, 1999)

Цех, производство	Краткая характеристика выбросов	Рекомендуемые методы и аппараты очистки
Производство сухого молока	Пыль сухих продуктов	Циклоны, рукавные фильтры
Котельные	Зола	Циклоны
Производство казеина	Пыль казеина	Рукавные фильтры

Совершенствование процесса улавливания молочной пыли при сушке молочных продуктов является важным фактором внедрения безотходной технологии. (Сызенко, 1999)

1.4 Отходы производства и потребления

Значительной экологической проблемой современного мира является образование и дальнейшие операции с отходами производств и потребления. Ими принято называть остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных продуктов и изделий, которые образовались в процессе производства и потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства. Отходы могут быть реально или потенциально использованы в других (отличных от источника образования) отраслях деятельности человека или в ходе регистрации. В этом главное принципиальное отличие в путях обращения с отходами. Отходы, которые не могут быть использованы даже потенциально, должны быть захоронены, а если они являются вредными для человека, других живых организмов и в целом для окружающей среды, то предварительно их необходимо обезвредить (нейтрализовать). (Безопасное обращение с отходами, 2000)

Огромную проблему составляют отходы производства. Остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они могут быть безвозвратными (технологические потери: улетучивание, угар, усушка) и возвратными. К ним следует причислить отходы производственного потребления - непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению. (Комаров, 1995)

1.5 Основные мероприятия по снижению загрязнений окружающей природной среды

Существующие системы очистки на предприятиях молочной промышленности не обеспечивают полного извлечения загрязняющих веществ, в связи, с чем рекомендуется использовать системы замкнутого цикла циркуляционного снабжения охлаждающей водой теплообменного оборудования, снижающее расход природного газа, электроэнергии и водопотребления. (Комаров, 1997)

Более половины сточных вод предприятий по производству молочных продуктов проходят очистку на городской сети канализации и на собственных очистных сооружениях, однако ужесточение требований качества очистки, а также недостаточная степень очистки сточных вод большинства предприятий настоятельно требуют проведения целенаправленной работы по охране окружающей среды на предприятиях отрасли. Эти работы должны быть неотъемлемой частью общей программы создания малоотходных и безотходных производств.

Основные направления работ по снижению загрязненности сбросов и выбросов ведутся в следующих направлениях:

· совершенствование и внедрение основных положений концепции малоотходных и безотходных производств;

· создание рациональной техники и технологии производства продуктов с использованием принципов малоотходных и безотходных производств;

· максимальное и комплексное использование составных частей молока в исходном сырье и отходах, а также других материальных ресурсов и энергии, сокращение потерь сырья и других ресурсов;

· оптимизация уровня расхода воды и сточных вод путем разработки и внедрения прогрессивных норм и нормативов, систем оборотно-повторного водоснабжения предприятий, строгий учет и контроль расхода воды и сточных вод по процессам, аппаратам и в целом по предприятию;

· качественная и количественная оценка отходов производства и потребления с целью их устранения за счет предотвращения их возникновения, повторного использования их для различных целей, возвращая в природу в экологически в безвредном виде;

· очистка сбросов и выбросов для существующих экологических нормативов, включающая: исследование и внедрение сооружений и методов полной биологической очистки сточных вод с системой доочистки, исследование и разработка методов анаэробной биологической очистки сточных вод и отходов, разработка и внедрение рекомендаций по использованию сточных вод молочных предприятий для полива сельхоз полей, разработка методов предварительной очистки сточных вод;

· мониторинг основных экологических показателей производства, включающий разработку и аттестацию методов контроля сбросов, выбросов и отходов производства, создание научно обоснованной системы контроля основных экологических показателей. (Кравченко, 1991)

К перспективным направлениям работ следует отнести изучение основ комплексного развития и интеграции предприятий молочной промышленности с предприятиями сельского хозяйства в рамках АПК для совместного решения эколого-экономических проблем в условиях рыночной экономики. (Николаенко, 1990)

ГЛАВА 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ

2.1 Общие сведения о Чекмагушевском районе

Чекмагушевский район расположен в северо-западной части Республики Башкортостан, в южной лесостепной сельскохозяйственной зоне. Общая площадь района - 169244 га, в том числе лесной фонд - 19399 га, межлесхоза - 1924 га, сельхозугодий - 139871 га (из них пашни 90947, сенокосы - 7275, пастбища - 40995 га), озера - 53 га, болота - 184 га. Население составляет более 33 тыс. человек. Район расположен в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины. Климат теплый, несколько засушливый. Климат характеризуется следующими основными данными: сумма активных температур составляет 2000 - 2300, среднегодовое количество осадков - 390 - 450 мм., гидротермический коэффициент равен 1.0 - 1.1, средняя высота снежного покрова - 15 - 27 см., преобладающее направление движения ветра - южное, юго-западное. Рельеф района представлен слабовсхолмленной равниной с общим уклоном на север к долине р. Белая. Преобладающие уклоны на пашне 1 - 2. Степень расчленения рельефа 0.5 - 2.5 км/км.

Чекмагушевский район характеризуется высокоразвитым сельскохозяйственным производством. Основное хозяйственное направление района - полеводство и животноводство. Наряду с сельским хозяйством, широкое распространение получила нефтедобыча и нефтепереработка, что оказывает непосредственное влияние на состояние экологической обстановки в районе. Через район проходят крупные автотранспортные магистрали: Октябрьский - Бакалы - Уфа; Буздяк - Дюртюли. Проходят крупные нефтепродуктопроводы. Расстояние до ближайшей железнодорожной станции в п. Буздяк 75 км, до города Уфа - 110 км.

2.2 Характеристика ООО «Чекмагушевский молочный завод»

Чекмагушевский молочный завод основан и пущен в эксплуатацию в 1964 году. Расположен в северо-западной части села Чекмагуш, по адресу ул. Ленина, 4. Занимаемая площадь предприятия составляет 0,4 га.

Предприятие является юридическим лицом, имеет печать с собственным наименованием, бланки и иную атрибутику. Молзавод самостоятельно осуществляет планирование своей деятельности, функционирует на основе принципов хозрасчета и самофинансирования.

ООО «Чекмагушевский молочный завод» имеет в своем распоряжении следующие производственные объекты:

- здание молочного завода (800,1 кв.м.);

· сырный цех (440,0 кв.м.);

· здание материалов и гараж (253,0 кв.м.);

· материально-технический склад (217,4 кв.м.);

· очистные сооружения (194,4 кв.м.);

· столярный цех (64,7 кв.м);

· здание мойки молоковозов (41,2 кв.м.);

· насосная (20,8 кв.м.);

· электроцех (20,4 кв.м.);

· склад (18,3 кв.м.);

· мазутная (17,4 кв.м.).

Также на территории предприятия имеются теплица и продуктовый магазин, общей площадью 294,8 кв.м.

До 2005 года предприятие выпускало следующие виды молочных продуктов: молоко 3,2% жирности; сливки 20% жирности; творог 9% жирности; кефир 2,5% жирности; катык нежирный; творог нежирный; сыр домашний 4% жирности; масло крестьянское; масло шоколадное; сметана 20% жирности; сырки творожные; десерт сливочный 10% жирности; сливки 10% жирности; йогурт 2,5% жирности.

В связи с наступившим кризисом на предприятии, с 2006 года завод перестал выпускать собственную продукцию.

В настоящее время предприятие осуществляет свою деятельность в следующих направлениях:

? охлаждение молока с дальнейшей отгрузкой молока другим молочным заводам;

? лабораторный анализ качества молока на соответствие с ГОСТом;

? оказание населению и организациям услуг, не запрещенных действующим законодательством, в том числе реализация товаров и услуг через магазины предприятия.

Динамика производства готовой продукции дана в рисунке 1. По данным на 2006 год, на предприятие поступило, и было отработано молока в количестве 73,540 тонн, а в 2007 году - 74,110 тонн молока.

Число работающих на заводе составляет 82 человек.

Предприятие, в производственных целях, использует аммиак, в количестве 1,8 тонн. Также на предприятии расположена котельная, год ввода в эксплуатацию котлов - 1995 г., годовой расход газа составляет 355,5 тыс. куб. м./год. На местности, прилегающей к территории объекта, радиационно-опасных предприятий нет.

Рис. 1 Динамика производства готовой продукции на ООО «ЧМЗ»

ГЛАВА 3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ООО ”ЧЕКМАГУШЕВСКИЙ МОЛОЧНЫЙ ЗАВОД”

3.1 Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обеззараживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы, в зависимости от размеров, улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций. Поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60 - 75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Чаще всего, из физико-химических методов применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и др. Широкое применении также находит электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая чистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления. Хороша зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биологического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке, интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - это огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающее в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседают, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью.

3.2 Составляющие очистных сооружений ООО «ЧМЗ»

Очистные сооружения (ОС) ООО ”Чекмагушевский молочный завод” включают в свой состав следующие объекты:

насосная станция подачи сточных вод на очистку;

блок биологической очистки;

хлораторная;

контактный резервуар;

приемный резервуар;

производственное здание, в котором размещены воздуходувочная, санузел, лаборатория-операторная;

склад реагентов.

Блок биологической очистки представляет собой двухступенчатые аэротенки с пневматической аэрацией. Мощность станции 300 м³/сут.

Состав очистной станции:

Денитрификатор > аэротенк 1ступени > промежуточный отстойник > аэротенк 2 ступени > вторичный отстойник > хлораторная > контактный резервуар, где производится хлорирование очищенных стоков. В состав очистной станции также входят воздуходувочная и илонакопитель.



1 - приемный резервуар 5 - аэротенк 2 ступени очистки

2 - насосная 6 - отстойник

3 - денитрификатор 7 - хлораторная

4 - аэротенк 1 ступени очистки 8 - контактный резервуар

Рис. 2 Схема БОС ООО «Чекмагушевский молочный завод»

3.3 Принцип работы ОС

Сточная вода подается по самотечному коллектору в приемный резервуар насосной станции через решетчатый контейнер с прозорами 16 мм, задерживающий крупные включения. Далее сточная вода перекачивается насосом в блок биологической очистки. Блок биологической очистки разделен металлическими и железобетонными перегородками на 5 объемов различного технологического назначения. Сточная вода последовательно поступает в анаэробный реактор-денитрификатор, в котором завершаются процессы аммонификации, и при включении циркуляции иловой смеси из последующих элементов схемы идут процессы денитрификации (восстановление азота нитритов и нитратов до свободного азота). В денитрификаторе с помощью барботажных стояков содержимое интенсивно перемешивается воздухом.

Затем сточная вода через щели в верхней части металлической перегородки перетекает в аэротенк-нитрификатор, в котором микроорганизмами активного ила освобождается от растворенных органических загрязнений, оцениваемых показателями биохимической потребности в кислороде (БПК). Это аэробный процесс, его осуществление обеспечивается интенсивной подачей воздуха через мелкопузырчатые аэраторы и большими концентрациями микроорганизмов (так называемого «активного ила»), где микроорганизмы активного ила концентрируются в донной части и перекачиваются эрлифтами снова в аэрационный объем.

Эти три сооружения - денитрификатор, аэротенк-нитрификатор и осветлитель - вторичный отстойник образуют первую ступень биологической очистки.

Затем осветленная сточная вода поступает во вторую ступень биологической очистки - аэротенк второй ступени, где происходит очистка от трудно окисляемых органических загрязнений и более глубокая нитрификация. Микроорганизмы концентрируются, в основном, на местах блока биозагрузки (в этом случае биоценоз носит название биопленки). Свободно плавающий активный ил и отмершая биопленка отделяется в следующем отсеке - отстойнике второй ступени, и с помощью эрлифта возвращаются в аэротенки первой и/или второй ступени.

Сточная вода, прошедшая две ступени биологической очистки, накапливается в резервуаре очищенной сточной воды, где обеззараживается раствором гипохлорита кальция Ca(OCl)₂ (время пребывания - не менее 30 мин.

Далее очищенная вода подается на выпуск. Сточная вода сбрасывается в р.Чебекей, которая находится по течению стока на расстоянии 665 м.

При образовании на поверхности отстойников корки из загнившего ила, ее необходимо собрать с поверхности лопатой в ведро и спустить в илонакопитель. Нельзя ни в коем случае взбалтывать жидкость в отстойнике и сбрасывать ил с очищенными водами в биопруд.

Раз в неделю операторы обязаны посещать биологический пруд для осмотра и прочистки сбрасывающей воду трубы.

При производстве ремонтных работ, требующих остановки газодувок, их разрешается отключать не более чем на 2 часа во избежание гибели активного ила.

3.4 Состав биоты активного ила

Биологический контроль за микроорганизмами активного ила точнее и быстрее, чем химические и другие методы контроля. Химические показатели еще не изменились, а микроорганизмы уже свидетельствуют о нарушениях режима работы. Так, сжатый ресничный аппарат сувоек и, тем более, исчезновение этого вида простейших, свидетельствует о нарушении работы ОС. Это же подтверждается инцистированием коловраток, развитием грибов, нитчатых бактерий, большим количеством единичных бактериальных клеток и т.д.

Биологический контроль помогает установить причину нарушения работы сооружений, например, перегрузка стоков, поступление кислых вод, малая подача воздуха. Перегрузка сточной водой аэротенков вызывает изменение состава организмов в активном иле: уменьшается количество видов простейших, преобладают бесцветные жгутиковые. При этом возникает запах сероводорода, что связано с разрушением больших количеств белка или с недостатком кислорода.

Коловратки (из семейства Bdelloidea) могут также свидетельствовать о нарушении работы активного ила, так как плохо переносят недостаток кислорода. Когда ОС работают нормально, в активном иле наблюдаются Monostyla lunaris, Monostyla cornuta, Philodina roseola, Cathypna luna, Colurella colurus. Нарушение работы изменяет состав коловраток появляются Callidina voras и Notommata ansata. Большое количество коловраток вызывает измельчение хлопьев активного ила и повышенный вынос их из вторичных отстойников такое же влияние на активный ил оказывает и массовое развитие в аэротенках личинок Podura и клещей. Наиболее эффективным способом борьбы является повышение рН очищаемой сточной воды до 8,5 - 9,0.

Следует остановиться на ”вспухании” ила, т.е плохом оседании его. Это явление возникает вследствие развития характерной микрофлоры бактерий со слизистой капсулой - лейконосток, факультативных анаэробов Zooglea ramigera, нитчатых бактерий Sphaerotilus natans, Sphaerotilus dichotomus и грибов. Эта неблагоприятная для биологической очистки микрофлора развивается главным образом под влиянием перегрузки сточными водами ОС, большого количества углеводов в сточных водах, недостаток воздуха в аэротенке или в отдельных его отсеках и в результате длительного недостатка азота и фосфора. Для роста грибов и нитчатых бактерий особенно важна кислая реакция среды. Указанные выше микроорганизмы не дают возможности активному илу оседать вследствие большой поверхности. Плохо оседающий ил выносится из аэротенка и в значительной мере теряется. Таким образом, несмотря на высокие скорости процессов окисления при плохо оседающем иле, эксплуатация сооружений невозможна.

3.5 Основные показатели работы ОС

К числу важнейших показателей работы ОС относятся ХПК и БПК. ХПК - это расчетное количество кислорода, необходимое для полного окисления элементов органического вещества за вычетом кислорода, входящего в состав этого соединения. Если состав органических веществ сточных вод неизвестен, его во многих случаях можно определить аналитическим путем - методом бихроматной или иодатной окисляемости. При этом получают цифры, очень близкие к расчетному значению ХПК.

Биохимическое потребление кислорода - это то количество его, которое расходуется на биохимические процессы, происходящие в активном иле. При этом микроорганизмы используют в качестве питания растворенные органические вещества и минеральные соединения, обладающие восстановительными свойствами. БПК всегда меньше ХПК, т.к часть органических веществ расходуется на прирост живых организмов активного ила, создание биомассы. Оставшаяся часть органических веществ в сточной воде потребляет кислород, чем покрывает энергетическую потребность микроорганизмов. Иногда недоокисленные промежуточные продукты распада органических веществ остаются в очищенной сточной жидкости.

Для оценки биохимического окисления индивидуальных веществ введен такой показатель как отношение БПК и ХПК расчетному (%); БПК и ХПК выражают в мг кислорода на мг испытуемого соединения. Этот показатель характеризует степень биохимического окисления вещества.

Биопленка - слизистое обрастание (толщиной 1 - 3 мм) живыми организмами, является фильтрующим материалом ОС. Скорость адаптации биопленки зависит от концентрации хлористого натрия. При содержании его 20 г/л она протекает за один день, в то время как при 50 г/л - за пять дней. Однако при содержании в сточных водах больших количеств солей, например кальция, может происходить их отложение на пленке, что ухудшает очистку (уменьшает пространства, заполненные воздухом) и выводит из строя часть биопленки. Действие солей на микроорганизмы можно объяснять так: соли-электролиты, участвуя в анионном и катионном обмене, влияют на проницаемость поверхностного слоя протоплазмы микробов, разрыхляя или уплотняя его. Состав солей, их растворимость и другие свойства также имеют значение для процесса очистки.

3.6 Микроорганизмы, характеризующие хорошую работу биофильтров и аэротенков

Организмы, населяющие биопленку и активный ил, даже относящиеся к одному виду, обладают различной чувствительностью к загрязнениям. Stylonichia pustulata, Oxytricha pellionella, Euplotes charon и Aspidisca costata, относящиеся к брюхоресничным инфузориям, погибают в сильно загрязненных стоках, поэтому присутствие их характеризует хорошую работу биофильтров и аэротенков.

Наличие сувойки Opercularia coarctata является показателем наименее загрязненной сточной жидкости, а Vorticella microstoma менее требовательна и нормально размножается в более загрязненной воде; это можно объяснить ее выносливостью к повышенному содержанию СО_2.

В табл.5 приводится краткое описание некоторых видов инфузорий, которые в той или иной степени распространены в активном иле. На их жизнедеятельность основное ограничение влияет уровень рН, который находится в диапазоне от 6,5 до 8,0. Также нитрификация сточных вод вносит свой вклад в распространение этих микроорганизмов.

Таблица 5

Название	Характеристика
Aspidisca costata (30 - 40 мкм) класс Ciliata	Широко распространена в перегруженных илах при очистке кислых стоков. Инфузория брюхоресничная, с хорошо развитыми циррами в передней и хвостовой части тела, с помощью которых осуществляется продольное движение. В заметных количествах распространена в активных илах при отсутствии амеб. Более распространена в активных илах в зимнее время, в меньшем количестве можно обнаружить в летнее время, что связано с нитрификацией ила. Активное состояние сохраняет при рН=6,5 - 7,5
Stylonichia pustulata (100 - 120 мкм) класс Ciliata	В активном иле встречается реже, чем Aspidisca costata. Это довольно крупная инфузория. Весь ресничный аппарат представлен ограниченным числом ресничных образований. В передней трети тела расположено ротовое отверстие (перистом). Передняя часть тела покрыта головными циррами, а задняя часть хвостовыми циррами. Цирры - тесное сплетение нескольких десятков ресничек. Питается бактериями, жгутиковыми, одноклеточными водорослями. Активное состояние выражено хорошо при рН=7,5 - 8,0.
Oxytricha pellionella (60 -80мкм) класс Ciliata	В активном иле чаще встречается в летнее время. Данная брюхоресничная инфузория по внешнему виду сходна со Stylonichia pustulata, но размеры ее несколько меньше. Характерным является редкое расположение брюшных цирр и наличие ресничек около перистома. Относится к числу простейших индикаторных организмов с широким диапазоном питания. Движение быстрое, прямолинейное. Активное состояние сохраняет при рН=7,5 - 8,0.
Vorticella microstoma (60 - 120 мкм)	Относится к сидячим кругоресничным инфузориям, прикрепленных к субстрату. Хорошо развивается в перегруженных илах органическими веществами, а также при недостатке кислорода в небольших количествах.

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД ПРЕДПРИЯТИЕМ ООО «ЧЕКМАГУШЕВСКИЙ МОЛОЧНЫЙ ЗАВОД» ЗА 2002-2006 ГОДЫ»

4.1 Динамика объема сброса очищенных сточных вод в р. Чебекей на ООО «Чекмагушевский молочный завод»

Мы проанализировали данные, полученные в аналитической лаборатории предприятия «Чекмагушевский молочный завод». В результате был построен график изменения объемов выброса сточных вод на протяжении 5 лет.

Рис. 3 «Изменение объема сточных вод в период с 2002 по 2006 гг.» (прямая линия означает уровень ПДС)

На рисунке 3 мы наблюдаем значительные по объему выбросы сточных вод с 2002 по 2003 гг. Начиная с 2003 года, наблюдается резкое снижение объема выбросов сточных вод. Следующие 2 года мы видим незначительный подъем и затем вновь резкий спад до минимального значения.

Резкое снижение выбросов объясняется тем, что, начиная с 2002 года производительность ООО «ЧМЗ» начинает снижаться. Происходит переориентация производства. Если раньше предприятие активно занималось выпуском молочной продукции, то с 2002 года происходит постепенное снижение производительности вплоть до 2005 года. С 2006 года предприятие занимается почти исключительно хранением и охлаждением готовой молочной продукции других предприятий, а также анализом качества этой продукции на соответствие с ГОСТом. Соответственно, резко сократились выбросы сточных вод, образующиеся в ходе производства.

4.2 Общая характеристика динамики сброса загрязняющих веществ в сточные воды

Рис. 4 «Изменение значения показателя БПК» (прямая линия означает уровень ПДС)

Показатель БПК (биохимическое потребление кислорода) характеризует количество потребляемого кислорода, расходуемого микроорганизмами, живущих в активном иле в ходе биохимических процессов.

Проанализировав полученные данные, мы видим то, что, несмотря на спад производства с 2002 года, потребление кислорода возросло более чем в 2 раза, достигнув пика в 2003, и затем, вернулось к исходному значению к 2006 году. Причем, на протяжении всего исследуемого периода, значение БПК значительно превышает уровень ПДС. Это объясняется тем, что вода, хоть и не используется в производственном цикле, расходуется на мойку молоковозов, технического оборудования, резервуары для хранения сырья.

Рис. 5 «Изменения значения показателя ХПК» (прямая линия означает уровень ПДС)

Показатель ХПК (химическое потребление кислорода) характеризует расчетное количество кислорода, необходимое для полного окисления элементов органического вещества, за вычетом того кислорода, который входит в состав данного соединения.

Здесь мы можем наблюдать, что динамика изменения показателя ХПК схожа с динамикой БПК. Зависимость показателя ХПК от производственных процессов такая же, как у БПК. Также мы можем обратить внимание на то, что уровень ХПК намного превышает уровень ПДС для данного показателя. Также, начиная с 2002 года, наблюдается все тот же скачок потребления кислорода.