CC BY
34
Экологически безопасные способы использования отходов молокоперерабатывающих предприятий
Острейшая проблема современного производства молочных продуктов питания в Беларуси и во всем мире - образование колоссального количества отходов молокоперерабатывающих предприятий. Решается она путем рациональной, экономически эффективной и безопасной утилизации. Необходимо стремиться к идеальной переработке отходов, заканчивающейся в природной среде, не нарушая при этом экологического баланса.
Анатолий Лицкевич,
заведующий лабораторией гидроэкологии иэкотехнологий Полесского аграрно-экологического института НАН Беларуси
Ольга Черничко,
младший научный сотрудник лаборатории гидроэкологии иэкотехнологий Полесского аграрно-экологического института НАН Беларуси
Мария Гулькович,
младший научный сотрудник лаборатории гидроэкологии иэкотехнологий Полесского аграрно-экологического института НАН Беларуси
Наиболее проблематичной выглядит ситуация с осадками сточных производственных вод (ОСВ), которые своим накоплением значительно осложняют работу предприятий. Мы предлагаем наиболее экономически выгодный и экологически безопасный метод утилизации ОСВ - употребление их в качестве удобрений и почвоулучшающих добавок. Применение ОСВ в таких целях обязательно должно идти с учетом их физико-химических и санитарных показателей. В Республике Беларусь создана нормативно-правовая база экологических условий использования осадков, регламентирующая особенности технологий, связанных с получением безопасной растениеводческой продукции и предотвращением возможного загрязнения почв.
Сейчас актуальны научные исследования, которые могут помочь в принятии решений о возможности экологически
оправданного и безвредного применения ОСВ в земледелии и зеленом строительстве [1-2].
Данная работа посвящена разработке элементов технологии использования осадков сточных вод молокоперерабатывающих предприятий в качестве органических удобрений для возделывания сельскохозяйственных культур. Объектом исследования были выбраны ОСВ Березовского сыродельного комбината и Верхнедвинского маслосырза-вода. Они образуются в процессе очистки сточных вод после мойки оборудования, технологических трубопроводов, автомобильных цистерн, фляг, полов, панелей производственных помещений. Загрязнения при этом состоят из потерь молока и молочной продукции, отходов производства, реагентов, применяемых при мойке [3].
В аккредитованной согласно СТБ ИСО/МЭК 17025 лаборатории нашего института были проведены исследования
Экология
качественного состава ОСВ молокоперерабатывающих предприятий. Анализу были подвергнуты образцы ОСВ, отобранные непосредственно с обезвоживающего устройства. По внешнему виду обезвоженные осадки представляют собой нетекучую субстанцию светло-серого цвета, имеющую специфический запах органической природы. Его причиной является наличие в нестабилизированных осадках высокой доли легко окисляемой органики. В табл. 1 показаны основные физико-химические показатели сырых ОСВ.
Относительная влажность осадков варьируется в диапазоне от 69,95 до 88,3%. Колебание показателя напрямую зависит от выбора применяемых флокулянтов при обезвоживании ОСВ.
Для использования в качестве удобрений в сельскохозяйственной практике пригодны осадки, которые содержат более 20% органического вещества при естественной влажности [4]. Лабораторные исследования химических свойств ОСВ показали, что в основном содержание органического вещества в них заметно больше. Этот факт дает повод для того, чтобы активно применять их для подкормки сельскохозяйственных культур, так как повышение содержания органических веществ позитивно влияет на содержание азота в почве. Были также изучены высушенные ОСВ. В табл. 2 указан общий их состав.
Как видно, эти показатели довольно стабильны. Содержание органического вещества в исследуемых образцах достигает 80%, что подтверждает пригодность данных осадков для улучшения сельскохозяйственных земель. Высокое содержание белков и жиров является источником углеводов, азота и жирных кислот для почвенных организмов.
Из табл. 3 видно, что химический состав осадков почти неиз-
Предприятие
Гигроско- Концентра- Содержа
_ , ние без-
Влажность пическая ция сухого Зольность
п/ п/ зольного
осадка, % влажность, вещества, осадка, %
п/ / 3 вещества,
% г/дм3 ^ %
ОАО «Березовский 69,95 2,39 305 21,2 78,8
сыродельный комбинат» 88,30 1,87 117 20,1 79,9
ОАО «Верхнедвин- 79,76 2,2 202,4 6,34 93,66
ский масло-сырзавод» 82,06 1,45 179,4 8,21 91,79
№ пробы Органическое вещество, % Жиры, % Протеин, % Клетчатка, %
1 80,1 47,34 32,03 3,6
2 80,05 46,99 33,49 8,8
менен. Это достигается постоянством технологического процесса производства.
Известно, что при внесении удобрений, получаемых из ОСВ, в плодородный слой попадает значительное количество микроэлементов, в том числе и тяжелых металлов. При этом поведение последних в нем определяется составом и свойствами почвы. Основные факторы здесь - почвенное органическое вещество и тонкодисперсные глинистые минералы. Ионы тяжелых металлов, находящиеся в почвенном растворе, в зависимости от конкретных условий могут закрепиться на поверхности разных почвенных компонентов, что и будет определять их дальнейшее поведение. Металлы, не являющиеся необходимыми для роста растений, могут быть токсичны для сельскохозяйственных культур и снижать урожай. Поэтому помимо определения качественного состава ОСВ были
проведены исследования на содержание микроэлементов в этих видах отходов (табл. 4).
Исходя из этих данных, при разработке удобрений на основе осадков сточных вод молокопе-рерабатывающих предприятий особое внимание следует уделить содержанию в них цинка. Хотя он необходим для растений и животных, однако в больших концентрациях токсичен. Обычно негативные свойства элемента проявляются при взаимодействии, к примеру, с фосфором и железом. Для растений данный металл становится токсичным при концентрациях около 400 мг/дм3. Основным регулирующим фактором наличия цинка является значение рН [5]. В целом же по своему химическому составу осадки сточных вод вполне пригодны в качестве местного сырья для производства органических удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур.
Предприятие pH P2O5, мг/кг Азот общий, %
ОАО «Березовский сыродельный комбинат» 6,2 1,89 4,33
6,6 2,12 4,49
ОАО «Верхнедвинский маслосырзавод» 4,91 1,66 4,83
4,78 1,51 4,69
Таблица 1.
Основные
показатели
физико-
химических
свойств сырого
осадка очистных
сооружений
молокопере-
рабатывающих
предприятий
Таблица 2. Основной состав сырых осадков очистных сооружений ОАО «Березовский сыродельный комбинат» (на сухое вещество)
Таблица 3.
Основные
показатели
химических
свойств сырых
осадков
очистных
сооружений
молокопере-
рабатывающих
предприятий
(на сухое
вещество)
Элемент Концентрация элемента в осадке на абсолютно сухую массу, мг/кг
Свинец 8,8
Кадмий 0,05
Медь 1,35
Марганец 20,0
Цинк 70,0
Железо 37,0
Никель 12,75
Кобальт 1,1
Хром 11,5
Таблица 4. Усредненные результаты исследований на содержание тяжелых металлов в осадках производственных сточных вод молокоперерабатывающих предприятий
Прибавка
Сельско- урожайности
хозяйственная культур
культура в сравнении
с эталоном, %
Кукуруза 20,18
Ячмень 12,84
Сахарная свекла 8,86
Таблица 5. Изменение урожайности сельскохозяйственных культур при применении удобрений на основе осадков производственных сточных вод молокоперерабатывающих предприятий
Нами были созданы экспериментальные составы подобных удобрений, включающие 85% обезвоженного осадка производственных сточных вод молокопе-рерабатывающих предприятий (ОАО «Березовский сыродельный комбинат» и ОАО «Верхнедвинский маслосырзавод») и 15% фильтрационного осадка сахарного производства (дефекат). Полученная смесь подвергалась биотермической обработке в компостных кучах. Перемешивание осуществлялось механическим погрузчиком «Амкодор». Таким путем была получена экспериментальная партия органических удобрений общим весом 90 т.
С помощью полевых опытов была определена хозяйственно-биологическая эффективность удобрений. Наблюдение осу-
ществлялось на трех культурах: кукуруза, сахарная свекла и ячмень. В ходе исследований установлено, что применение смеси оказало положительное влияние на урожайность зерна ярового ячменя, зеленой массы кукурузы, корнеплодов сахарной свеклы. За счет минерального питания (эталон) был сформирован урожай: 43,8 ц/га зерна, 464,4 ц/га зеленой массы кукурузы, 421 ц/га корнеплодов. Использование удобрений на основе осадка производственных сточных вод молокоперерабатывающих предприятий в дозе 60 т/га сопровождалось увеличением урожайности зеленой массы кукурузы до 531,8 ц/га, корнеплодов сахарной свеклы - до 449,1 ц/га, зерна - до 49,4 ц/га.
На основе полученных экспериментальным путем данных сформирована табл. 5.
В ходе выполнения данной научно-исследовательской работы по проведению комплексных исследований осадков сточных вод установлено:
■ по химическим и физическим свойствам ОСВ молокопе-рерабатывающих предприятий можно применять в качестве удобрений;
■ присутствие ионов тяжелых металлов в осадках незначительно;
■ использование удобрений на основе ОСВ оказало положительное влияние на урожайность зерна ярового ячменя, зеленой массы кукурузы, корнеплодов сахарной свеклы. СИ
Литература
1. Комаров В.И. Техногенное влияние предприятий пищевой промышленности на окружающую среду: проблемы и решения. - М., 2002.
2. Сюняев Н.К. Очистка сточных вод и утилизация их осадков. - М., 2005.
3. Яромский В.Н. Очистка сточных вод пищевых и перерабатывающих предприятий. - Мн., 2009.
4. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения. - М., 2007.
5. Обработка и удаление осадков сточных вод / Пер. с англ. Т.А. Карюхиной, И.Н. Чурбановой, И.Х. Заена. - М., 1985.
Микробные удобрения
роста и развития растений
Зинаида Алещенкова,
заведующая лабораторией микробиологии Института микробиологии НАН Беларуси, доктор биологических наук
Одним из основных факторов, сдерживающих продуктивность различных культур, является дефицит азотного и фосфорного питания. Чрезмерное использование агрохимикатов в растениеводстве привело к истощению естественного потенциала плодородия почв, ухудшению экологической обстановки, снижению качества продукции. В связи с этим в настоящее время наблюдается изменение основной концепции развития сельского хозяйства от интенсивного к устойчивому, экологически ориентированному, основанному на использовании возможностей агроэкосистем и минимизации применения химических средств.
Перспективным направлением биологизации земледелия является пополнение микробоценоза почвы агрономически ценной почвенной и ризосферной микрофлорой, в которой значимое место занимают азотфиксирующие и фосфатмобилизующие микро-
15646187
