автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии глубокой очистки сточных вод предприятий по производству спирта (на основе растительного сырья), направленной на экологизацию производства

Введение

1. Обзор литературы

1.1. Антропогенные факторы и безопасность пищевых продуктов

1.1.1. Характеристика химического состава сточных вод пищевых предприятий

1.1.2. Влияние отходов пищевых предприятий на окружающую природную среду (вода, почва, воздух) и экологические проблемы, создаваемые ими

1.1.3. Сточные воды спиртовых заводов, перерабатывающих растительное сырье, источники их образования и категории, качественный и количественный состав

1.1.4. Влияние отходов спиртового производства на окружающую среду

1.2. Характеристика, и утилизация ВСР пищевых предприятий

1.3. Характеристика и утилизация ВСР в спиртовом производстве

1.4. Общая характеристика методов очистки сточных пищевых предприятий механические, химические, физико - химические и т. п.)

1.4.1. Методы механической очистки сточной воды

1.4.2. Химический метод сточной воды

1.4.3. Физико-химические методы очистки сточной воды

1.4.3.1. Методы адсорбционной очистки сточных вод с применением активированного угля

1.4.3.2. Природные сорбенты - цеолиты, применяемые при очистке сточных вод

1.4.3.3. Электролиз и его применение для очистки сточной воды

1.4.4. Биологический метод очистки сточной воды

1.4.5. Существующие методы очистки сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих растительное сырье

2. Экспериментальная часть

2.1. Материалы и методы

2.1.1. Материалы

2.1.2. Методы

2.2. Результаты и обсуждения

2.2.1. Изучение процесса и определение параметров наращивания биомассы в аэротенке на носителе

2.2.2. Изучение влияния структуры загрузочного материала на ход биохимической очистки сточных вод спиртовых заводов

2.2.3. Влияние неравномерности сброса сточных вод (по БПК5) на процесс биохимического окисления в аэротенке с загрузкой

2.2.4. Изучение возможности применения электро-химического метода для доочистки биологически диструктированных сточных вод

2.2.5. Изучение возможности применения природных минералов для адсорбции органических веществ

2.2.6. Исследования бактерицидных свойств Ирлитов

2.2.7. Проведение исследований по математическому описанию процесса адсорбции

2.2.8 Принципиальная схема локальной очистки сточных вод спиртового завода, перерабатывающего растительное сырье

2.2.9 Разработка схемы внутреннего производственного экологического контроля (ПЭК)

2.3 Выводы

3 Расчет технико-экономических показателей 106 3.1 Определение платы за вредное воздействие стоков на окружающую среду

Список испол ьзуемой литературы

Технический прогресс, вызвавший в последние десятилетия стремительный рост объема промышленного производства, с особой остротой выдвинул проблему защиты окружающей среды от загрязнения.

Одной из самых актуальных задач в настоящий момент является обеспечение санитарно - гигиенической безопасности сточных вод перед сбросом в водоемы.

Известно, что пищевые предприятия являются водоемкими, потребляющими большое количество питьевой воды, а отработанную воду, образующуюся в результате осуществления технологических стадий обработки и очистки сырья, характеризующуюся высокой концентрацией биологически окисляемых органических веществ и посторонней микрофлоры, в том числе, возможно, патогенной, сбрасывают, как правило, без предварительной локальной очистки в городскую канализацию или в природные водоемы, в лучшем случае - после механической очистки. Вода, забираемая спиртовыми заводами из природных объектов (поверхностных и подземных источников):

- безвозвратно переходит в конечный продукт и полупродукт и уносится из сферы производства;

- участвует в технологических процессах;

- используется в качестве хладоагента;

- используется на парообразование;

- для мойки и в качестве гидротранспорта сырья;

- на хозбытовые нужды.

Количество потребляемой воды предприятиями, производящими спирт, зависит от вида перерабатываемого сырья и особенностей технологического процесса.

Ввиду того, что на спиртовых заводах, как правило, применяется только механическая очистка, которая не обеспечивает качество очищенной воды, соответствующее санитарным нормам сброса, то при поступлении загрязненной сточной воды ухудшается качество и безопасность водоемов, что приводит к гибели речной фауны, нарушается равновесие экосистем. Таким образом, предприятия производящие спирт из крахмалсодержащего сырья, являются мощными источниками загрязненной окружающей среды.

В связи с вышеизложенным, целью диссертационной работы являлась разработка технологических и технических решений, направленных на экологизацию предприятий, производящих спирт на основе растительного сырья, позволяющих превратить их в экологически безвредные производства.

1. А. С. 1171428 СССР, МКП С 02 Г1/46.628.543. Способ электрохимической очистки.

2. Афанасьева А. Ф., Сирота М. Н., Савельева Ч. С., Эпов А. Н. Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод и обработка осадков. "Изограф", - 1997.

3. Банников А. Г. и др. Основы экологии и охрана окружающей среды. Колос- 1999 г.

4. Банников А. Г., Вакулин Л. А., Рустамов А. К. Основы экологии и охраны окружающей среды М.: Колос, 1999-304с.

5. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения / Под ред. С. В. Яковлева. М.:Стройиздат, - 1985 г.

6. Борщевский П. П. и др. Охрана окружающей среды в пищевой промышленности. М.: АгроНИИТЭИП, 1990 г, Вып. 5.

7. Букс И. И., Фомин С. А. Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Учеб. пособие. Книга 1 М.: Изд - ва МНЭПУ, 1999-128 с.

8. Водоочистка. Ф. Берне, Ж. Кор донье / Под ред. к.т.н. И. А. Роздина и Е. И. Хабаровой. М., "Химия", - 1977 г.

9. Гандурина JT. В. и др. Очистка сточных вод спиртового завода // Водоснабжение и санитарная техника, № 10. 1994 г.

10. Геохимическая опасность должна быть частью системы экологической безопасности. // Зеленый Мир. Российская экологическая газета. 1996 -. № 7-с. 4-5.

11. ГН 1.1.725 98 Гигиена, токсикология, санитария. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека.

12. Голубовская Э. К. Микроорганизмы очистных сооружений. -Л.:ЛИСИ, -1985 г.

13. ГОСТ 17.1.1.01 -77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения.

14. ГОСТ Р 17.0.0.06 2000 Экологический паспорт природопользователя.Государственный Доклад "О состоянии окружающей природной среды вРоссийской Федерации в 1995 г." // Зеленый Мир. Российская экологическая газета. 1996 - № 24 - с. 26 - 29.

15. Грим Р. Э. Минералогия и практическое использование глин. М.: Мир, 1967.

16. Гришин Н. Н., Елисеев Д. А. Экологической сопровождение хозяйственной деятельности в России: ОВОС, экологическая экспертиза, экоаудит и другие виды ЭСХД. // Экологическая экспертиза. Обзорная информация, вып. 2,- 1995-с. 9.

17. Зайцев В. А. Промышленная экология Учеб. пособие - "Де - Ли", М.: 1999-140 с.22.3акон РФ "Об охране окружающей природной среды", от 10. 01. 2002 г., № 7-ФЗ.

18. Инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности. Утв. приказом Минприрооды России от 29. 12. 95, № 539. // Экологическое право России. Сб. нормативно правовых актов и документов., М.; БЕК, 1997-с. 269.

19. Ковальская JT. П., Шуб И. С., Мелькина Г. М. и др. Технология пищевых производств М.: Колос, 1999 - 752 с.

20. Комаров В. И., Лебедев В. И., Мануйлова Т. А. Проблемы использования вторичных сырьевых ресурсов отраслей и перерабатывающей промышленности и их влияние на окружающую среду Хранение и переработка сель-хозсырья, N 2, 1998 - стр. 2.

21. Комаров В. И., Лебедев В. И., Мануйлова Т. А. Техногенное влияние предприятий пищевой промышленности на окружающую среду: проблемы и решения М.: Пищепромиздат, 2002 - с. 76.

22. Комаров В. И. Проблемы безопасности пищевых продуктов Пищевая промышленность N 2, 1996 - стр.26.31 .Концепция экологической безопасности. Утв. Минприроды РФ. Минприроды РФ, 1995.

23. Кормилицын В. И., Цицкишвили М. С., Яломов Ю. И. Основы экологии. -Изд во "Интерстиль". - М., 1997 г.

24. Корте Ф., Бахадир М., Клайн В., Лай Я. П., Парлар Г., Шойнерт И. Экологическая химия: Пер с нем./Под ред. Ф. Котре. М.: Мир, - 1977 - 396 с.

25. Косыгин Ю. А. Среда обитания. Размышления об экологии, человеке и ноосфере Хабаровск, 1990 - с. 92.

26. Кусовский Е. Г. Особенности строения и физико химические свойства глинистых минералов - К.: Наукова думка, 1966 - 522 с

27. Кухаренко А. А., Сорокодумов С. Н., Бельчаков И. В. Экологические проблемы производства этилового спирта. Экология и промышленность России. Август. 2000 - с. 4-6.

28. Кухаренко А. А., Сорокодумов С. Н., Бельчаков И. В. Экологически проблемы производства этилового спирта // Экология и прромышленность. -2000-№8.-с. 23-25.

29. Ливчак И. Ф., Воронов Ю. В. Охрана окружающей среды: учеб. пособие. -М.: Стройиздат, 1988-с. 191.

30. Лоренц В. И. Очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности Киев: Будивельник, 1972 - 188с.

31. Лосев К. С., Горшков В. Г., Кондратьев К. Я., Котляков В. М. и др. Проблемы экологии России. Отв. ред. В. И. Данилов Данильян, В. М. Котляков. Федеральный экологический фонд РФ. М, - 1993.

32. Лурье Ю. Ю. Унифицированные методы анализа воды 1973 г.

33. Мазур И. И., Молдаванов О. И. Курс инженерной экологии. М.: Высшая школа, - 1999-447 с.

34. Маринченко В. А. Смирнов В. А., Устинников В. А. и др. Технология спирта М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981 -416 с.

35. Марков С. В., Шагарова Л. Б, Экологическое аудирование промышленных производств М.: НУМЦ Госкомэкологии России - 1997 - с. 144.

36. Мазаев В. Т., Шлепнина Т. Г., Мандрыгин В. И. Контроль качества питьевой воды. М.: колос, 1999 - 168 с.

37. Методические и нормативно аналитические основы экологического аудирования в РФ. Учебное пособие по экологическому аудированию. Ч. 1. М.: "Тройка", 1998-е. 536.

38. Моисеев Н. Н. Современность сквозь призму экологии // Зеленый Мир. Российская экологическая газета. 1996 - № 7 - с. 4 - 5.

39. Наставление по использованию зерновой и картофельной барды и продуктов ее переработки на корм сельскохозяйственным животным и птице М.: ВАСХНИЛ, 1986 г.

40. Никаноров А. М., Хоружая Т. А., Бражникова Л. В., Жулидов А. В. Мониторинг качества вод: оценка токсичности. Сер. Качество вод. Вып. 3. СПб.:Гидрометеогиздат, 1997.

41. Новиков Ю. В., Подольский В. М. Среда обитания и человек М: 1994 - Ч. 2-428 с.

42. Номенклатура отходов, образующихся на предприятиях г. Москвы и подлежащих учету контролю М.: Москомприрода Г П "Промотходы", 199752.0дум Ю. Экология. М.: Мир, 1986 - Т. 1,2.

43. Пачурин Г. В., Барляев Н. В. Экологическое аудирование эффективный инструмент решения природоохранных задач в современных условиях // инженерная экология, № 6 - Москва, 1999, с. 50 - 53.

44. Пашков Е. В., Фомин Г. С., Красный Д. В. Международные стандарты ИСО 14000. Основы экологического управления. М.: ИПК Издательство стандартов, 1997-с. 464.

45. Перечень методик, внесенных в Государственный реестр. Методики количественного химического анализа. М.: 1997 с. 22.

46. Повышение экологической эффективности сооружений биохимической очистки сточных вод. Глинкин М. А., Гуперпатирова В. А. и др. Экотех-нология и ресурсообеспечение - 1998 - № 1 - с. 56 - 80.

47. Показеев К. В., Медведев А. Н. Основы экологии. М., - 1998 г - 129 с.

48. Порядок разработки безопасности промышленного объекта Российской Федерации. Утв. приказом МЧС и Госгортехнадзора РФ от 04. 04. 96. № 222/125.

49. Порядок экспертизы декларации промышленного объекта Российской Федерации. Утв. приказом МЧС и Госгортехнадзора РФ от 07. 08. 96 № 599/125.

50. Постановление Правительства Российской Федерации "Об утверждении Положения о Государственной санитарно эпидемиологической службе Российской Федерации и Положения о Государственном санитарно - эпидемиологическом нормировании" от 24 июля 2000 г. № 554.

51. Постановление Правительства Российской Федерации "О взимании платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системе канализации населенных пунктов" от 31. 12. 95 № 1310.

52. Постановление Правительства Российской Федерации "Об утверждении Положения о Министерстве природных ресурсов Российской Федерации" от 25. 09. 2000 №726.

53. Письмо Минприроды России "Об индексации платы за загрязнение окружающей природной среды на 2001 год" от 27. 11. 2000 г. № ВП 61/6349.

54. Реввель П., Реввель Ч. "Среда нашего обитания", кн. V - М.: Мир, 1995.

55. Регламент замкнутой водохозяйственной системы для спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалистое сырье М.: ВНИИПБТ, 1987 г.

56. Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь справочник. М.: Мысль, 1990-с. 637.

57. Роговская Ц. И. Биохимический метод очистки сточных вод. М.: Строй-издат, - 1967 г.

58. Российский статистический ежегодник -М.: Госкомстат России, 1999.

59. Россель Э. Переработка отходов как важнейший фактор устойчивого развития старопромышленных регионов // Зеленный Мир. Российская экологическая газета. 1996 - № 23 - с. 8.

60. Руководство по проведению ОВОС при разработке обоснований (ТЭО) и/или иных объектов и комплексов. Утв. приказом Минприроды России 23. 01. 96. № 02-02/35-181, М.: Международный центр обучающих систем, 1998 -52 с.

61. СанПиН 2.1.4.559 -96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

62. СанПиН 2.1.5.980 00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод.

63. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031 01 Санитарно - защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

64. СанПиН № 4630 88. Санитарные правила и нормы охраны поверхнотных вод от загрязнения. М.: Минздрав СССР, 1998.

65. СанПин 2.1.4.1074 01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава Росси. 2002.-103 с.

66. Сборник балансовых норм водопотребления и водоотведения по видам производств спиртовых производств, перерабатывающих крахмалистое сырье М.: ВНИИПБТ, 1981 г.

67. Серов Г. П. "Экологический аудит" // Экология, охрана природы и экологическая безопасность М.: МНЭПУ, 1997 - с. 555 - 564.

68. Сизенко В. М. XXI век и некоторые проблемы пищевого производства // Хранение и переработка. №2 - 2001.

69. Соколов В. М., Краснова Ю. Т. Экология и охрана окружающей среды. — М: Госиздат, 1997 г.

70. Среда жизни. Гендерсон JI. С. -П.: Госиздат, 1994

71. Сорокин Н. Д., Леднева О. А. Экологический аудит Сборник нормативно - правовых актов - СПб., 1997 - с. 316.

72. Справочник "Экология и безопасность". т.2 / Под ред. д.б.н. Н.Г.Рыбальского. - М. 1993 г.

73. Тарасевич Ю. И., Овчаренко Ф. Д. Адсорбция на глинистых минералах К.: Наукова думка, 1975 - 352 с.

74. Технологические и укрупненные нормы водопотребления и водоотведения по видам производств спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалистое сырье М.: ВНИИПБТ, 1981.

75. Томилов А. П. Интенсификация электрохимических процессов Сб. научных трудов. - М., "Наука" - 1988 г.

76. Управление природоохранной деятельностью в РФ. Учебное пособие. / Под ред. Ю. Б. Осипова и Е. М. Львовой. // Минприроды РФ. Центр эколого -экономических исследований АНХ. М.: "Варяг", 1996 с. 268.

77. Фомин С. А. " Государственная экологическая экспертиза" // В кн. Экологическое право РФ / Под ред. Ю. Е. Винокурова М.: Изд - во МНЭПУ -1997 - с. 125-141.

78. Фомин С. А. "Экологическая экспертиза и ОВОС" / В кн. Экология, охрана природы и экологическая безопасность / под общей ред. В. И. Данилова -Данильяна М.: Изд - во МНЭПУ - 1997 - с. 541 - 555.

79. Хаммер М. Технология очистки сточных и природных вод.: Пер. с англ. -М.: Стройиздат, 1979 400с.

80. Цветкова J1. И. и др. Экология М.: Изд - во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999 -448 с.

81. Щербак В. И. Влияние промышленного комплекса на биопродуктивность и качество воды в водоеме. Экотехнология и ресурсосбережение (Бывш. химич. технол.) - 1997 - № 6 - 35 - 39 с.

82. Экологический учет для предприятий. М.: Финансы и статистика 1997 - с. 200.

83. Экология. Стандартные образцы состава и свойства веществ и материалов для контроля объектов экологических систем: Справочник, Екатеринбург: НВПП "Ормет" 1997 - Вып. 1 - 2.

84. Экологическая биотехнология: Пер. с англ./ Под ред. К. Ф. Форстера, Д. А. ДЖ, Вейза. JL: Химия, 1990. - Пер. изд.: Великобритания, 1987. - 384 с.

85. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Воронов Ю. В. Очистка производственных сточных вод Учеб. пособие - М.: Стройиздат, 1979 - 320 с.

86. Яровенко В. Л., Маринченко В. А., Смирнов В. А., Устинников Б. А., Цыганков П. С., Швец В. Н., Белов Н. И. Технология спирта М.: Колос, " Колос - Пресс" - 2002 г.СССР М.: Стройиздат, 1978. - 590 с.

87. Asinari di San Marzano С. M., Binot R., Bol. Т. et al.//Biomass. 1981 V. 1 P.47.

88. Black G. M.// Process Engeneering Aspects of Immobilised Cell Systems/ Webb C., Black G. M., Atkinson В (eds.) Rudgy:Institution of Chemical Engineers Publications, 1986. P. 75.

89. Blackbeard J. R., Ekama G. A.// Wat. Pollut/ Control. 1986. V. 85. Р.95/

90. Cooper P. F., Wheeldon D. H. V., Ingram-Todd P. E. // Biological Fluidised Bed Treatment of Water and Wastwater/Cooper P. F., Atkinson B. (eds.). Chhichester: Ellis Horword, 1981. P. 361.

91. Curds C. R// Ecological Aspects of Used-Water Traetmen/Curds C. R., (eds.) London: Academic Press, 1975. P. 203.

92. Downing A L.// Advances in Water Quality Improvement. Water Resources Symposium № 1/ Gloyna E. P., (eds.) University of Texas Press, 1968. P. 190.

93. Eckenfelder W. W. Jr. Principles of Water Quality Managment. Boston:CBI Publ. Co., 1980.

94. Johnstone D. W. M., // Wat/ Pollut. Control. 1982. V 81. P. 587.

95. Merrell, J., and Stoyer, R., "Reclaimed Sewage Becomes a Community Asset" American City, Aprilll 1964, pp. 97-101.

96. Pike E. B. // Ecological Aspects of Used-water Traetmen/Curds C. R. (eds.). London: Academic Press, 1975. P. 1.

97. Senior E., Balba M. Т. M. // Biotechnology Applied to Environmental Problems/Wise D. L. (ed.)/ CRC Press. 1987.

98. Singley M. E., Higgins A. J., Rosengaus M. F. Sludge Composting and Utilisation: a Design and Operationg Manual. New Brunswick: New Jeusey Agri-culturall Experiment Station, 1982.

99. Webb С./ Process Engeneering Aspects of Immobilised Celll Systems/ Webb C., Black G. M., Atkinson В (eds.) Rudgy:Institution of Chemical Engineers Publications, 1986. P. 117.