Стоки сыроварни: почему одного жироуловителя мало

На небольших сыроварнях очистка стоков часто сводится к одной закопанной ёмкости — жироуловителю. Через несколько месяцев работы появляются запах у производства, мутная вода с белёсой плёнкой в точке сброса и претензии соседей. Разберём, почему так происходит и какие ступени нужны, чтобы молочные стоки действительно очищались.

Что входит в стоки сыроварни

Молочные стоки — это не бытовая канализация. В них попадают остатки молока, сыворотка, молочный жир, белки, лактоза (молочный сахар), моющие и дезинфицирующие растворы, соль от посолки сыра. Состав меняется в течение дня: во время выработки идут одни потоки, при мойке оборудования — другие.

Основную нагрузку создаёт органика, растворённая в воде. Её измеряют показателями ХПК (химическое потребление кислорода, мера всей органики) и БПК (биохимическое потребление кислорода, мера органики, которую могут окислить бактерии). У общих стоков молочного производства ХПК обычно составляет от 1 000 до 10 000 мг/л, у бытовой канализации — несколько сотен.

Отдельная тема — сыворотка. На килограмм сыра остаётся около 8–9 литров сыворотки, а её ХПК — порядка 50 000–80 000 мг/л. Даже небольшое количество сыворотки в общем стоке резко поднимает нагрузку на очистку.

Ещё две особенности. Первая — залповые сбросы: мойка оборудования за полчаса даёт объём, сопоставимый с часами обычной работы. Вторая — скачки pH: кислотные и щелочные моющие растворы идут в канализацию по очереди, и pH стока может меняться от кислого до сильнощелочного в течение смены.

Что делает жироуловитель и чего не делает

Жироуловитель работает за счёт отстаивания: свободный жир всплывает, тяжёлые частицы оседают. Это полезная первая ступень. Она защищает трубы и насосы от жировых пробок и снижает нагрузку на следующие узлы.

Но в молочных стоках большая часть жира эмульгирована — раздроблена на мелкие капли, которые не всплывают сами. Белки находятся в коллоидном виде, а лактоза полностью растворена. Отстаивание их не задерживает. Поэтому после жироуловителя ХПК снижается ненамного, и в точку сброса уходит сток, который продолжает разлагаться.

Запах — прямое следствие. В закрытой ёмкости без кислорода белки и жиры загнивают, выделяются сероводород и летучие жирные кислоты. Если жироуловитель не чистят по графику, накопленный слой жира и осадка сам становится источником запаха.

Ступени очистки молочных стоков

Рабочая схема для сыроварни собирается из нескольких ступеней. Каждая решает свою задачу и не заменяет соседнюю.

Усреднитель — ёмкость с перемешиванием, в которую стекают все потоки. Он сглаживает залповые сбросы после мойки и смешивает кислые и щелочные растворы, так что pH частично выравнивается сам. Следующие ступени получают поток с предсказуемым расходом и составом. Если выравнивания не хватает, в усреднителе ставят датчик pH и дозируют кислоту или щёлочь. Держать сток в усреднителе дольше суток не стоит: без аэрации он начинает закисать и пахнуть, поэтому ёмкость перемешивают и при необходимости аэрируют.

Флотатор DAF (напорная флотация) насыщает часть воды воздухом под давлением. При сбросе давления образуются микропузырьки, которые прилипают к хлопьям загрязнений и поднимают их на поверхность, где скребок снимает флотошлам. Перед флотатором дозируют коагулянт и флокулянт: коагулянт разрушает эмульсию и собирает мелкие частицы, флокулянт укрупняет хлопья. Для молочных стоков подбор реагентов и pH особенно важен — белки и моющие средства сильно влияют на результат. Как устроен и считается флотатор, описано в статье о флотации DAF.

Биологическая очистка нужна потому, что лактоза и растворённая органика проходят флотацию. Их окисляют бактерии активного ила в аэрируемом реакторе. Для производств с неравномерным расходом часто используют SBR — реактор периодического действия, где наполнение, аэрация, отстаивание и слив идут по очереди в одной ёмкости. Одна из таких схем — SOLVIA PneumoSBR.

Почему биологию нельзя ставить без предочистки

Иногда пытаются сэкономить и подают сток после жироуловителя сразу в биореактор. Результат предсказуем. Жир обволакивает хлопья ила и мешает им получать кислород. Резкий рост нагрузки после сброса сыворотки съедает кислород в реакторе. Скачки pH от моющих растворов угнетают бактерии. Появляются пена, запах, плохо оседающий ил, который выносится с очищенной водой.

Поэтому последовательность важна: сначала усреднение и флотация снимают жир, белки и пики нагрузки, затем биология работает со стоком, к которому она приспособлена.

Сыворотка и осадок: решить до проекта

Самый действенный способ снизить нагрузку на очистку — не пускать сыворотку в канализацию. Её собирают отдельно и направляют на переработку, на корм животным или на отдельную обработку. Разница в объёме и стоимости очистных при этом может быть в разы. Решение о судьбе сыворотки принимают до расчёта станции, потому что оно меняет исходные данные.

Второй вопрос, который часто откладывают, — осадок. Флотатор даёт жирный флотошлам, биология — избыточный ил. Если их просто накапливать, они загнивают и пахнут. Обычно осадок обезвоживают на шнековом или ленточном прессе и вывозят. Какой пресс подходит, разобрано в статье об обезвоживании осадка.

Требования к качеству стока в точке сброса назначает водоканал или местный регулятор, и для каждой площадки они свои. Какие показатели при этом контролируют, описано в статье о контроле сброса стоков.

Что дальше

Для подбора схемы соберите данные о производстве: сколько молока перерабатываете в сутки, какие продукты выпускаете, куда сейчас идёт сыворотка, сколько воды уходит в канализацию за смену и в пиковый час мойки. Сделайте анализ стока на выходе из цеха: ХПК, БПК, жиры, взвешенные вещества, pH. Отбирайте пробы в разное время смены, а не одну: у молочных стоков состав сильно меняется.

Добавьте описание существующей системы, фото ёмкостей, размеры площадки под оборудование и место сброса. С этими данными можно рассчитать усреднитель, подобрать производительность флотатора и объём биологической ступени. Флотаторы собраны в разделе флотаторы DAF, полные линии — в разделе промышленная очистка стоков.