Біотехнологія виробництва біогазу і очищення стічних вод молочної промисловості за допомогою метанового бродіння методом "мінімального протоку". Можливість використання стічних вод і молочної сироватки як вторинної сировини для виробництва пального газу.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукВизначено можливість використання стічних вод і молочної сироватки як вторинної сировини для виробництва пального газу. В експериментах з безперервного метанового бродіння методом “мінімального протоку” встановлено, що максимальний вихід метану на стічній воді з ХСК 3000 мг/л становить 5,5 л/л. Оптимальна тривалість ферментації стічних вод відповідає швидкості протоку 0,0138 год-1, а сироватки 0,0083 год-1. Вивчено можливість прискорення процесу метанового бродіння та аеробного доочищення стічних вод після метанового бродіння шляхом підвищення концентрації активного мулу з подальшим поверненням його в апарати з відстійників. Розроблено і запропоновано варіант апаратурно-технологічної схеми спільної переробки відходів з метою очищення стічної води та одержання біогазу.Основну частину сироватки разом із стічною водою (СВ) скидають до каналізації, що створює екологічну проблему. Традиційна технологія очищення в аеротенках у цьому разі економічно не ефективна і доцільно застосовувати метанове бродіння, при якому концентрація забруднень суттєво знижується і додатково дає змогу отримати з 1 м3 сироватки понад 15 м3 біогазу. Реалізація такої технології дає змогу одночасно отримувати очищену воду, біогаз, мікробну біомасу, збагачену вітаміном В12 і поєднує переваги всіх відомих методів. № 429 „Про реалізацію пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки”, постанови Верховної Ради України “Про концепцію розвитку водного господарства України”, №1390-XIV, 14.01.2000 р., Державної науково-технічної програми Міністерства України у справах науки і технології „Відновлення якості природних вод України”, а також у рамках НДР кафедри біохімії та екології харчових виробництв Українського державного університету харчових технологій на 1995-2002 рр., що стосується очищення стічних вод і переробки відходів харчового виробництва, за темою „Розробка технологій очищення стічних вод і переробки відходів харчової промисловості”. Дисертант був відповідальним виконавцем розділів кафедральної програми НДР і брав участь у роботах із госптем КТІХП: „Розробка технології і апаратурної схеми очисних споруд радгоспу „Заполярний” з утилізацією продуктів, які утворилися”, „Розробка та впровадження технології очищення та утилізації промислових стічних вод по науково-технічній програмі №2 „Охорона навколишнього середовища”.У вступі проведено аналіз екологічного стану підприємств харчової промисловості, обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі досліджень, показано наукову новизну, практичну цінність роботи, наведено відомості про особистий внесок, апробацію, структуру та обсяг роботи. У першому розділі „Огляд літератури”, що являє собою аналітичний огляд літератури, наводяться кількісні та якісні характеристики стічних вод харчової промисловості, особливо стічних вод молокозаводів та сирзаводів. На підставі проведеного аналізу існуючих технологій утилізації й очищення стічних вод зроблено висновки про перспективу й економічну доцільність застосування метанового бродіння як раціонального способу переробки вторинної сировини й ефективного методу одержання біогазу метану і продукту, збагаченого вітаміном В12. У процесі дослідження проводився аналіз основних показників забруднення стічних вод - ХСК за стандартною методикою, концентрації речовин за арбітражними методиками, технологічних показників біохімічного очищення - концентрації активного мулу, розчиненого кисню в культуральній рідині, продуктів метаболізму та мулового індексу, нижчих жирних кислот, молочної кислоти, кількісного і якісного складу газоподібних продуктів, концентрації лактози, концентрації нітритів, нітратів у стічній рідині та в очищеній воді проводилися комбінованим методом. У третьому розділі “Характеристика відходів молочного виробництва” наведено власні дані й дані з лратурних джерел про показники забруднень стічних вод молочної промисловості і співвідношення БСК : ХСК, а також результати аналізів стічних вод декількох підприємств в різні часи, і вказується, що при розробці технології очищення стічних вод молочної промисловості нема необхідності брати за основу профіль підприємства, а слід досліджувати стічні води з найбільш характерним рівнем забруднень щодо ХСК: у середньому 1500 і 3000 мг/л.Разом з тим підкреслюється, що для очищення СВ доцільно впроваджувати нову технологію, яка включає дві стадії (біохімічні процеси) - метанове бродіння і аеробне доочищення. Щоб зясувати орієнтовні параметри метанового бродіння, тобто швидкість подачі середовища в апарат, кількість продуктів метаболізму, на основі яких можна судити про перебіг нормального метанового бродіння, необхідно досліджувати періодичне бродіння. Головна мета цих дослідів - зясувати приблизні значення основних параметрів, за якими здійснюється контроль процесу метанового бродіння - ХСК, концентрації ЛЖК, молочної кислоти, дуже корисні дані про кількість газоподібних продуктів і кількість метану.