Спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств

1. Спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств, при якому пропускають стічні води молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жировмісні компоненти, по стічному каналу/трубі проводять аерацію/барботаж повітрям зазначених стічних вод, забезпечують в результаті обробки, що проводиться у вигляді аерації/барботажу повітрям стічних вод, нейтралізацію та розкладання молочної сироватки та жировмісних компонентів на прості неорганічні з'єднання, при цьому після розкладання молочної сироватки та жировмісних компонентів на прості неорганічні з'єднання, здійснюють контроль ступеня очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який відрізняється тим, що попередньо підготовляють біодеструдер, забезпечують розміщення на внутрішній робочій поверхні біодеструдера колоній бактерій, специфічних по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, отримують за допомогою компонування різного виду колоній бактерій матеріал, здатний очищати стічні води молокопереробного виробництва, встанов 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до галузі екологічної безпеки, зокрема, до організації системи управління відходами молокопереробних підприємств та до переробки сільськогосподарської продукції, а саме, до способів очищення стічних вод молокопереробних підприємств. Стічні води молокопереробних підприємств представляють значну загрозу для навколишнього середовища. Як показує практика, найбільш токсичною компонентою стічних вод являється молочна сироватка, яка, як правило, скидається з стічними водами в систему каналізації або частіше в рельєф навколишньої місцевості. Токсичність сироватки пов'язана перш за все з її нестабільністю в часі. Свіжоотримана сироватка, як правило, є коштовним біологічно активним продуктом [1], [2]. Але ці коштовні властивості зберігаються лише за умови швидкого охолоджування сироватки до температури 8 °С. Інакше починається процес закисання, який приводить до різкого підвищення кислотності, - вже через декілька годин зберігання неохолоджена сироватка по цьому показнику наближається до соляної кислоти. Крім того, наявність біологічно активних матеріалів призводить до неконтрольованих процесів ферментизації і, як наслідок, утворення ряду токсичних органічних речовин, нейтралізація і знешкодження яких пов'язані із значними труднощами [3]. Відповідно, одним з основних питань зниження техногенного навантаження молокопереробних підприємств на навколишнє природне середовище є попереднє очищення їх стічних вод, а враховуючи склад цих вод, в першу чергу має бути вирішене питання про нейтралізацію сироватки. Як критерій очищення стічних вод найдоцільніше використовувати такі показники як хімічна потреба кисню та рН, оскільки вони характерізують як хімічну, так і біологічну їх забрудненість [1], [4], [5]. Відомий спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств шляхом аерації повітрям зазначених стічних вод, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, при цьому відбувається нейтралізація зазначених молочної сироватки і жироміских компонентів шляхом окислення їх киснем повітря [6]. До недоліків відомого способу очищення стічних вод молокопереробних підприємств відноситься те, що здійснення способу пов'язано з великою витратою електроенергії і вимагає довгого часу обробки стічних вод для нейтралізації молочної сироватки. До недоліків відомого способу відноситься й те, що не забезпечується у достатній мірі нейтралізація та розкладання молочної сироватки і жироміских компонентів, що знаходяться стічних водах, які піддаються процесу аерації повітрям, на неорганічні з'єднання/сполуки. Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті, так І по завданнях, які вирішуються, що обрано за найближчий аналог (прототип), є спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств, при якому пропускають стічні води молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, по стічному 41634 4 каналу/трубі, проводять аерацію/барботаж повітрям зазначених стічних вод, забезпечують в результаті обробки, що проводиться у виді аерації/барботажу повітрям стічних вод, нейтралізацію та розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на прості неорганічні з'єднання, при цьому після розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на прості неорганічні з'єднання, здійснюють контроль ступеню очищення стічних вод молокопереробних підприємств [7]. До недоліків відомого способу очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який обрано за найближчий аналог (прототип), відноситься те, що здійснення способу пов'язано з великою витратою електроенергії і вимагає довгого часу обробки стічних вод для нейтралізації молочної сироватки. До недоліків зазначеного способу відноситься й те, що не забезпечується у достатній мірі нейтралізація та розкладання молочної сироватки і жироміских компонентів на неорганічні з'єднання/сполуки, а це, у свою чергу, призводить до техногенного навантаження молокопереробних підприємств на навколишнє природне середовище. В основу корисної моделі покладена задача шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити підвищення якості очищення стічних вод молокопереробних підприємств і, як слідство, досягти зниження техногенного навантаження молокопереробних підприємств на навколишнє природне середовище. Суть корисної моделі в способі очищення стічних вод молокопереробних підприємств, при якому пропускають стічні води молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, по стічному каналу/трубі, проводять аерацію/барботаж повітрям зазначених стічних вод, забезпечують в результаті обробки, що проводиться у виді аерації/барботажу повітрям стічних вод, нейтралізацію та розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на прості неорганічні з'єднання, при цьому після розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на прості неорганічні з'єднання, здійснюють контроль ступеню очищення стічних вод молокопереробних підприємств, полягає в тому, що попередньо підготовляють біодеструдер, забезпечують розміщення на внутрішній робочій поверхні біодеструдера колоній бактерій, специфічних по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, отримують за допомогою компонування різного виду колоній бактерій матеріал, здатний очищати стічні води молокопереробного виробництва, встановлюють на стічному каналі/трубі біодеструдер, модифікований бактеріями, пропускають поток стічних вод молокопереробних підприємств - суміш молочної сироватки та жироміских компонентів, через зазначений біодеструдер, забезпечують вплив зазначеного матеріалу на указаний потік стічних вод, що проходить через біодеструдер, модифіко 5 ваний бактеріями, забезпечують за допомогою зазначеного матеріалу нейтралізацію та розкладання молочної сироватки і жироміских компонентів на неорганічні з'єднання/сполуки, перевіряють ступінь очищення стічних вод молокопереробних підприємств по індикаторних показниках. Суть корисної моделі полягає і в тому, що забезпечують вплив зазначеного матеріалу із потоком стічних вод молокопереробних підприємств протягом різного часу, визначають по закінченню кожного ітого етапу впливу зазначеного матеріалу із потоком стічних вод молокопереробних підприємств ступінь очищення указаних стічних вод молокопереробних підприємств. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що зміни індикаторних показників фіксуються після кожного контакту матеріалу із зазначеним потоком стічних вод, що пройшов через біодеструдер, як бактерії, які є специфічними по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, застосовують аероби спороутворюючі і безспорові, цвіль, анаероби, у тому числі маслянокислі мікроорганізми, ентерококи та колонії групи протея, а як індикативні показники, що характеризують ступінь очищення стічних вод молокопереробного виробництва - як хімічну, так і біологічну їх забрудненість, використовують показник рН та хімічну потребу кисня. Порівняльний аналіз технічного рішення із прототипом, дозволяє зробити висновок, що спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який заявляється, відрізняється тим, що попередньо підготовляють біодеструдер, забезпечують розміщення на внутрішній робочій поверхні біодеструдера колоній бактерій, специфічних по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, отримують за допомогою компонування різного виду колоній бактерій матеріал, здатний очищати стічні води молокопереробного виробництва, встановлюють на стічному каналі/трубі біодеструдер, модифікований бактеріями, пропускають поток стічних вод молокопереробних підприємств - суміш молочної сироватки та жироміских компонентів, через зазначений біодеструдер, забезпечують вплив зазначеного матеріалу на указаний потік стічних вод, що проходить через біодеструдер, модифікований бактеріями, забезпечують за допомогою зазначеного матеріалу нейтралізацію та розкладання молочної сироватки і жироміских компонентів на неорганічні з'єднання/сполуки, перевіряють ступінь очищення стічних вод молокопереробних підприємств по індикаторних показниках, при цьому забезпечують вплив зазначеного матеріалу із потоком стічних вод молокопереробних підприємств протягом різного часу, визначають по закінченню кожного i-того етапу впливу зазначеного матеріалу із потоком стічних вод молокопереробних підприємств ступінь очищення указаних стічних вод молокопереробних підприємств, причому зміни індикаторних показників фіксуються після кожного контакту матеріалу із зазначеним потоком стічних 41634 6 вод, що пройшов через біодеструдер, як бактерії, які є специфічними по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, застосовують аероби спороутворюючі і безспорові, цвіль, анаероби, у тому числі маслянокислі мікроорганізми, ентерококи та колонії групи протея, а як індикативні показники, що характеризують ступінь очищення стічних вод молокопереробного виробництва - як хімічну, так і біологічну їх забрудненість, використовують показник рН та хімічну потребу кисня. Таким чином спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі «новизна». Суть способу очищення стічних вод молокопереробних підприємств пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на Фіг.1 представлена блок-схема поетапного виконання технологічного процесу, покладеного в основу очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який заявляється, на Фіг.2 показана схема розміщення біодеструдера (модифікованого бактеріями) на стічному каналі/трубі, по якому/якій проходять стічні води молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, на Фіг.3 показаний графік залежності хімічної потреби кисня від часу контакту біодеструдера, який конструктивно і технологічно модифікований зазначеними бактеріями, зі стічними водами молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, на Фіг.4 показаний графік залежності показника рН від часу контакту біодеструдера, який конструктивно і технологічно модифікований бактеріями, зі стічними водами молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти. Спосіб очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який заявляється (з використанням обладнання у виді біодеструдера), здійснюють таким чином (див. блок-схему на Фіг.1). Попередньо підготовляють біодеструдер (як неорганічний носій з розвиненою поверхнею) (позиція 1 - див. схему на Фіг.2). Далі забезпечують розміщення на внутрішній робочій поверхні (позиція 2) біодеструдера (позиція 1) колоній бактерій (позиція 3), специфічних по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах (позиція 4) основних технологічних процесів молокопереробного виробництва. При цьому як бактерії, які є специфічними по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, застосовують (поодинці або в комплексі) наступні види бактерій: аероби спороутворюючі і безспорові, цвіль, анаероби, у тому числі маслянокислі мікроорганізми, ентерококи та колонії групи протея. За допомогою компонування різного виду колоній бактерій отримують матеріал, здатний очищати стічні води молокопереробного виробництва. 7 Модифікований зазначеними бактеріями біодеструдер (позиція 1) встановлюють на стічному каналі/трубі (позиція 5) (див. схему на Фіг.2). Після цього пропускають стічні води (позиція 4) молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, по стічному каналу/трубі (позиція 5) (див. схему на Фіг.2). Далі пропускають поток стічних вод (позиція 4) молокопереробних підприємств - суміш молочної сироватки та жироміских компонентів, через зазначений біодеструдер (позиція 1) (який конструктивно і технологічно модифікований зазначеними бактеріями) (див. схему на Фіг.2). При проходженні потоку стічних вод (позиція 4) молокопереробних підприємств через біодеструдер (позиція 1) (див. схему на Фіг.2) паралельно здійснюють принаймні два технологічних процеса: - проводять аерацію/барботаж повітрям зазначених стічних вод (позиція 4) (при цьому в основному відбувається нейтралізація молочної сироватки і жироміских компонентів шляхом окислення їх киснем повітря); - забезпечують вплив зазначеного матеріалу на указаний потік стічних вод (позиція 4), що проходить через біодеструдер (позиція 1), модифікований бактеріями, при цьому забезпечують вплив зазначеного матеріалу (позиція 3) із потоком стічних вод (позиція 4) молокопереробних підприємств протягом різного часу. В результаті обробки, що проводиться у виді аерації/барботажу повітрям стічних вод (позиція 4 - див. схему на Фіг.2), забезпечують нейтралізацію та розкладання молочної сироватки і жироміских компонентів на прості неорганічні з'єднання, а в результаті впливу зазначеного матеріалу на указаний потік стічних вод, що проходить через біодеструдер, забезпечують розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на неорганічні з’єднання/сполуки (позиція 6) (див. схему на Фіг.2). Після розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на прості неорганічні з’єднання, здійснюють контроль ступеню очищення стічних вод молокопереробних підприємств. Паралельно перевіряють ступінь очищення стічних вод молокопереробних підприємств по індикаторних показниках, при цьому як індикативні показники, що характеризують ступінь очищення стічних вод молокопереробного виробництва - як хімічну, так і біологічну їх забрудненість, використовують показник рН та хімічну потребу кисня. Далі (після кожного контакту матеріалу із зазначеним потоком стічних вод (позиція 4), що пройшов через біодеструдер (позиція 1) - див. схему на Фіг.2) фіксують зміни індикаторних показників (див. на Фіг.3 графік залежності хімічної потреби кисня (ХПК у %) від часу τ контакту біодеструдера, який конструктивно і технологічно модифікований зазначеними бактеріями, зі стічними водами молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти, та на Фіг.4 графік залежності показника рН від часу τ контакту біодеструдера, який конструктивно і технологічно модифікований бактеріями, зі стіч 41634 8 ними водами молокопереробних підприємств, що містять молочну сироватку і жироміски компоненти) і по закінченню кожного і-того етапу впливу зазначеного матеріалу із потоком стічних вод молокопереробних підприємств визначають ступінь очищення стічних вод молокопереробних підприємств. На цьому процес очищення стічних вод молокопереробних підприємств закінчують. Підвищення ефективності застосування способу очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом використання для очищення стічних вод, в яких містяться молочна сироватка та жироміски компоненти, біодеструдера, модифікованого бактеріями - аеробами спороутворюючими і безспоровими, цвіллю, анаеробами, у тому числі маслянокислими мікроорганізмами, ентерококами та колоніями групи протея. Підвищення ефективності застосування способу очищення стічних вод молокопереробних підприємств, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається й тим, що паралельно з нейтралізацією та розкладанням молочної сироватки та жироміских компонентів на прості неорганічні з'єднання, що здійснюється за допомогою аерації/барботажу повітрям зазначених стічних вод, здійснюють нейтралізацію і розкладання молочної сироватки та жироміских компонентів на неорганічні з'єднання/сполуки за допомогою колоній бактерій, специфічних по відношенню до молочної сироватки, жирокомпонентів і інших матеріалів/речовин, що містяться в стічних водах основних технологічних процесів молокопереробного виробництва, що призводить до підвищення якості очищення зазначених стічних вод. Джерела інформації 1. Малашко М.В. «Биотехнология переработки молочной сыворотки». Издательство «Агропромиздат», М., - 1990, 190с. 2. Храмцов А.Г. і інш. «Використання молочної сироватки у виробництві замінників незбираного молока. // Оглядова інформація. Серія: Молочна промисловість. ЦНИИТЕМЯСПРОМ., - 1981. 3. Сенкевич Т., Ридель К.-Л. «Молочная сыворотка, переработка и использование в агропромышленном комплексе». Перевод с немецкого ПА Эпштейна, издат. Агропромиздат, М., 1989. 4. Павлов В.А. и др. «Резервы повышения эффективности переработки творожной сыворотки». Обзорная информация. Агро НИИТЭИММП, 1987 5. Moder H.W. Wipig cut whey woes // Cult. Dairy Prod. J. - 1982, Vol. 17, № 2 -p. 79-80 6. Храмцов А.Г. і інш. «Використання молочної сироватки у виробництві замінників незбираного молока. // Оглядова інформація. Серія: Молочна промисловість. ЦНИИТЕМЯСПРОМ., - 1981, стор. 43 - аналог. 7. Сенкевич Т., Ридель К.-Л. «Молочная сыворотка, переработка и использование в агропромышленном комплексе». Перевод с немецкого НА Эпштейна, издат. Агропромиздат, М., 1989 - прототип. 9 41634 10 11 41634 12 13 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 41634 Підписне 14 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601