Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 56 )

Рисунок 6.9 - Отношение потребления воды и переработанного молока в зависимости от объема переработанного молока [94, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2002 г.]

Согласно сообщениям из скандинавских стран для семи линий производства мороженого потребление воды составляет 3,6-10,3 л/кг готового мороженого [42, Совет министров стран Скандинавии и др., 2001 г.]. В случае, если линии не оборудованы системой рециркуляции охлаждающей воды, потребление воды составляет 10-325 л/кг продукции [118, CIAA-EDA, 2002 г.].

6.3.5.1.2 Сточные воды

Сточные воды являются основной экологической проблемой в молочном производстве. Отрасль использует большие объемы воды для поддержания требуемого уровня санитарии и гигиены и соответственно сбрасывает значительные объемы воды в канализацию.

Пример - В таблице 3.51 приведены данные удельного объема сброса сточных вод в молочной промышленности Австрии. Объем сточных вод при использовании современного оборудования составляет примерно 1-2 л/кг переработанного молока.

Таблица 6.51 - Приблизительные объемы сточных вод в молочной промышленности [152, Австрия, 2002 г.]

Вид продукции	Объем сточных вод (л/кг переработанного молока)
«Белая» продукция, например, молоко, сливки и йогурт	3
«Желтая» продукция, например, масло и сыр	4
«Специальная» продукция, например, концентраты молока или молочной сыворотки, сухие молочные продукты	5

Рассмотрим экологическую нагрузку создаваемую молочными заводами из расчета среднего сброса сточных вод: 2 литра на литр переработанного молока. В результате в год будет произведено 28 миллионов м3 сточных вод для утилизации на КОССВ. Такие сточные воды имеют среднее ХПК 3000 мг/л, общая нагрузка составит примерно 84000 т ХПК/год, что эквивалентно отходам от более чем двух миллионов человек. Сброс 1 м3 молока в канализацию по БПК5, эквивалентен суточным необработанным сточным водам от 1500-2000 человек.

Необработанные сточные воды молочного завода имеют БПК от 0,8 до 2,5 кг БПК/т молока. К иным существенным загрязнениям сточных вод молокоперерабатывающих предприятий относятся соединения фосфора, азота и хлора. Сточные воды молочных заводов характеризуются высокой неравномерностью потока, как по объему, так по их химическому составу и уровню рН. Также следует учитывать температуру сточных вод. Сточные воды могут содержать патогенные микроорганизмы [140, Всемирный банк (МБРР) и др., 1998 г.]. В таблице 6.52 приведены данные неочищеннных сточных вод молочных заводов.

Таблица 6.52 - Обобщенные показатели загрязнения неочищенных сточных вод молочной промышленности [13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г.]

Компонент	Диапазон
ВТЧ	24-57000 мг/л
ОСВТЧ	135-8500 мг/л
ХПК	500-4500 мг/л**
БПК5	450-4790 мг/л
Белок	210-560 мг/л
Жир	35-500 мг/л
Углевод	252-931 мг/л
Аммиак –N	10-100 мг/л**
Азот	15-180 мг/л
Фосфор	20-250** мг/л
Натрий	60-807 мг/л
Хлор	48-469 (до 2000*) мг/л
Кальций	57-112 мг/л
Магний	22-49 мг/л
Калий	11-160 мг/л
рН	5,3-9,4 (6-10*)
Температура	12-40°С
Фактические показатели зависят от применения специальных технических методов для предотвращения загрязнения воды (в процессе переработки для методы не указаны)
* Комментарии CIAA [83, CIAA, 2001 г.] ** Немецкие комментарии [99 Германия, 2002 г.]

Пример - Объем и уровни загрязнения сточных вод молочной промышленности в Европе приведены в таблице 6.53. В таблице 6.54 показано БПК при производстве различной молочной продукции.

Таблица 6.53 - Объем и уровни загрязнения сточных вод молочной промышленности в Европе [42, Совет министров стран Скандинавии и др., 2001 г., 160, Европейская ассоциация молочной промышленности, 200 г.]

Продукция	Объем сточных вод (л/кг)	Параметры(мг/кг переработанного молока)
ХПК	Общее содержание азота	Общее содержание фосфора
Свежее пастеризованное молоко и йогурты	0,9-25	2,0-10	0,05-0,14	0,01-0,02
Сыр	0,7-60	0,8-13	0,08-0,2	0,02-0,05
Молоко и сухая молочная сыворотка	0,4-60	0,5-6	0,03-0,3	0,01-0,2
Мороженое	2,7-7,8

Таблица 6.54 - Стандартные уровни БПК при производстве различной молочной продукции [13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 200 г.]

Продукция	БПК5 (мг/кг продукции)
Цельное молоко	104000
Обезжиренное молоко	67000
Двойные сливки	399000
Йогурт	91000
Мороженое	292000
Молочная сыворотка	34000

Основная часть сточных вод получается в ходе санитарной обработки. Вода используется для ополаскивания производственной линии при смене выпускаемого продукта, в начале и в конце работы установок кратковременной и высокотемпературной пастеризации, а также для промывки некоторой продукции, например, творожного зерна. Потери продукции при производстве молока могут составлять 3-4% с нормой отходов 0,5-1,5%. Потери молока могут быть в процессе санитарной обработки; в трубопроводах и установках от смешивания с вытесняющей водой, в начале и по завершению работы поточных теплообменных установок; вследствие случайного пролива. Утечка продукции в сточные воды значительно увеличивают их ХПК, содержание азота и фосфора.

На рисунке 6.10 приведены стандартные потери молока.

Рисунок 6.10 - Стандартные потери молока в молочной промышленности [11, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г.]

Несмотря на то, что операции БМО экономят воду, энергию и химикаты, они все равно производят большие объемы сточных вод с высоким или низким уровнем рН из-за использования кислотных или щелочных моющих растворов. Использование фосфорной и азотной кислот увеличивает содержание фосфата и нитрата в сточных водах. Плохо спроектированные системы БМО и не полное извлечение продукции из труб и оборудования перед началом цикла БМО становится причиной попадания значительных объемов молока на очистные сооружения. На некоторых молочных заводах в Великобритании в результате осуществления ряда технических мероприятий добились уменьшения ХПК сточных вод на 40…65% [43, Envirowise (Великобритания) и Entec UK Ltd., 1999 г.]. После регенерации ионообменных смол и промывании мембраны образуются сточные воды с высоким содержанием растворенных твердых веществ.

Для производства сгущенного молока и молочных продуктов используют мощные выпарные аппараты. Это первая стадия в производстве сухого молока и сухой молочной сыворотки. Испаренная вода конденсируется. Как правило, конденсат чистый, вместе с тем трещины в конденсаторах могут привести к его загрязнению продукцией. Конденсат можно использовать в других процессах, таких как предварительная тепловая обработка поступающего молока или в качестве воды для мойки после соответствующей обработки, например, обратным осмосом (ОО) с последующей дезинфекцией.

Немолочные компоненты, используемые при производстве ряда продуктов, и компоненты смазывающих веществ практически не увеличивают объемы сточных вод. Твердые частицы, попадающие в канализацию, представляют собой молочный камень, свернувшееся молоко, частицам сырной массы или казеина, немолочные компоненты.

При производстве сыра выход сыворотки составляет до 90% от объема молока, поступившего на переработку. При этом получается сладкая подсырная сыворотка, которая после переработки используется на пищевые и кормовые цели. Если при производстве сыра используется частичная посолка сыра в зерне, то в результате получается соленая подсырная сыворотка. Она не пригодна для дальнейшего использования без применения специальных методов по удалению соли. Соль частично может быть удалена при помощи нанофильтрации. Фильтрат после нанофильтрации может содержать до 3% соли. Более полно процесс обессоливания может быть проведен с использованием электродиализа или ионного обмена. Молочная сыворотка, сразу после получения должна быть переработана, в противном случае очень быстро нарастает ее кислотность и ее переработка будет затруднительна либо вообще не возможна. Подача кислой сыворотки на очистные сооружения может привести к нарушениям их работы из-за низкого уровня рН сточных вод.

В зависимости от примененной технологии производства сыра и отделения сыворотки сточные воды имеют непостоянный состав,. В таблице 6.55 приведены характеристики стандартных сточных вод от производства сыра.