Анотація до роботи:

Дичко А.О. Біотехнологія локального очищення жировмісних стічних вод.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія.– Український державний університет харчових технологій, Київ, 2002.

Дисертація присвячена дослідженню процесів біотрансформації органічних забруднень, що містяться в стічних водах олійно-жирового виробництва, та розробці технології локального очищення стоків цієї категорії. Досліджено періодичне анаеробне бродіння стічних вод

17

олійно- жирового комбінату в різних температурних режимах. Розроблено оптимальний режим безперервного метанового зброджування таких стоків. Досліджено вихід біогазу та його енергетичну цінність залежно від параметрів анаеробної ферментації. Вивчено процес аеробної обробки зброджених стоків олійно-жирового виробництва. Доведено доцільність застосування симбіотехнології для доочищення зброджених стічних вод олійно-жирових виробництв до вимог до якості стоків, що скидаються в сплавну каналізацію міста. Випробувано роботу симбіотенка для очищення жировмісних стічних вод у промислових умовах.

Запропоновано технологію комплексного локального очищення висококонцентрованих стічних вод олійно-жирових підприємств, що включає термофільне метанове бродіння та аеробну обробку із застосуванням іммобілізованої мікрофлори. Показано можливість застосування кінетичних констант метанової ферментації, отриманих під час лабораторних досліджень, для передбачення результатів анаеробного зброджування відходів у напівпромислових та промислових умовах.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у відсутності ефективної технології очищення висококонцентрованих жировмісних стічних вод. Наукове завдання полягає в розробці ефективної енерго- та ресурсоощадної технології очищення жировмісних стічних вод до норм при скиданні стоків у міську сплавну каналізацію. Поставлене завдання вирішене шляхом експериментальних досліджень процесів біотрансформації органічних забруднень у стоках, розробки апаратурно-технологічної схеми очищення стоків та технічної документації на впровадження технології у виробництво з висококонцентрованими жировмісними стоками.

2. Встановлено, що стічні води олійно-жирового виробництва належать до висококонцентрованих промислових стоків, значення ХСК та БСК яких становить відповідно 11700–12500 та 8500–10112 мг О₂/л. Огляд світової науково-технічної літератури показав, що застосування існуючих механічних та фізико-хімічних методів очищення жировмісних стічних

14

вод є економічно недоцільним, оскільки вони потребують значних витрат, не дають достатнього ефекту очищення і призводять до утворення нових відходів, які потребують додаткової утилізації.

3. Проведеними дослідженнями визначено, що при періодичному метановому зброджуванні концентрованих ЖСВ олійно-жирової промисловості високий ступінь очищення стоків – 83,4% (з 11700 до 1940 мгО₂/л) та 85,1% за ХСК (з 11700 до 1746 мгО₂/л) – може бути досягнутий за умов ведення процесу відповідно при 37 і 55 + 2 ^оС відповідно. Оптимальною температурою ведення процесу анаеробного очищення ЖСВ є 55 ^оС, незважаючи на те що при мезофільному режимі виділяється більше біогазу, однак процес бродіння при 37 ^оС є тривалим і на практиці швидкість протоку рідини в метантенку буде набагато меншою порівняно з термофільним режимом.

4. Експериментально доведено, що оптимальним режимом здійснення безперервного процесу анаеробного очищення стічних вод олійно-жирового виробництва є двоступінчасте термофільне зброджування при 55+^оС, при цьому швидкість протоку становить: у першому метантенку 0,027 год^-1 (що відповідає тривалості перебування стоків у метантенку – 36 год), у другому – 0,021 год^-1 (що відповідає тривалості перебування 48 год), глибина зброджування становить 83,8% (з 12000 до 1940 мгО₂/л), вихід біогазу – 0,63 л/г ХСК_збр або 5 м³/м³ стічної води з вмістом метану – до 88,3%. Значення ХСК оброблених стоків становить не менш як 2000 мгО₂/л, що не дає змоги скидати їх у сплавну каналізацію міста, в зв’язку з чим необхідне подальше доочищення зброджених ЖСВ.

5. Визначено ступінь доочищення зброджених ЖСВ олійно-жирового комбінату в аеротенку, який становить 69,7% за ХСК (з 1980 до 600,0 мгО₂/л), при цьому процес є економічно недоцільним, а оброблений стік не може відповідати вимогам для скидання його в сплавну каналізацію міста, оскільки в разі можливих коливань концентрації забруднень у стічних водах значення ХСК очищеної в аеротенку води перевищуватиме допустиме.

6. Дослідження процесу доочищення в симбіотенку дали змогу встановити оптимальну тривалість обробки – 12 год при максимальній глибині очищення зброджених стоків олійно-жирового комбінату 80,3% за ХСК (з 1980 до 390 мгО₂/л), завдяки чому якість очищених стоків, загальний ступінь очищення яких становить 96,8% за ХСК (з 12000 до 390 мгО₂/л), відповідає вимогам до якості стоків, що скидаються в сплавну каналізацію міста.

7. Результати проведених експериментів і техніко-економічні розрахунки показали, що технології очищення стічних вод у метантенку та симбіотенку є енергозберігаючими і дають змогу скоротити тривалість обробки води в 3–4 рази порівняно з іншими технологіями.

8. Вивчення кінетики анаеробної ферментації дало змогу оцінити потенціал анаеробного

15

процесу для виробництва метану й білкової біомаси та аналітично порівняти різні анаеробні системи, причому кінетичні константи, отримані в ході лабораторних досліджень, можуть бути застосовані для передбачення результатів метанового зброджування відходів у напівпромислових та промислових умовах.

9. За результатами проведених досліджень видано завдання на розробку робочого проекту локальних очисних споруд, рекомендації до впровадження комплексної технології очищення стічних вод і розроблено дослідно-промисловий регламент комплексної технології очищення стічних вод Вінницького олійно-жирового комбінату, які прийняті комбінатом до впровадження. Розроблено технічну документацію та рекомендації на впровадження технології очищення стоків на маргаринових заводах, хлібокомбінатах, а також на інших виробництвах із висококонцентрованими жировмісними стічними водами.

Публікації за матеріалами дисертації:

1. Рыбак А.О. Использование биохимических процессов для локальной очистки сточных вод масло-жирового комбината // Пищевая технология. Известия Вузов.– 1998.– №4.– С.85–87.

2. Рибак А.О., Салюк А.І. Модульна схема очищення жировмісних стоків // Харчова і переробна промисловість.– 1999.– №10.– С.22–23.

3. Рибак А.О., Салюк А.І. Анаеробна обробка жировмісних стічних вод // Харчова промисловість.– 2000, вип.45.– С.187–190.

4. Гончарук Є.Г., Гаркавий С.І., Салата О.В., Кравець В.В., Грищенко Н.В., Рибак А.О. Гігієнічна оцінка сучасної технології біологічної очистки господарсько-побутових стічних вод // Довкілля та здоровя.– 2000.– № 3 (14).– С. 6–10.

5. Рибак А.О., Салюк А.І. Застосування кінетики метанової ферментації для оцінювання потенціалу процесу // Наукові праці УДУХТ.– 2001.– №10, ч.І – С. 173–174.

6. Пат. №31331А. Україна. Метантенк / А.І.Салюк, А.О.Рибак (Україна).– 4 с. іл.; Опубл. 15.12.2000, Бюл.№ 7–ІІ.

7. Рибак А.О., Салюк А.І. Культивування мікроводоростей на стічних водах харчових виробництв // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції "Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну

промисловість". – К.: УДУХТ. – 1997 р.– С. 52.

8. Салюк А.И., Рыбак А.О. Характеристика сточных вод масло-жировой промышленности // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств».– Могилев: МТИ.– 1998. – С.122–123.

9. Салюк А.І., Рибак А.О., Товстуха О.Р. Біологічне очищення стічних вод оліє-жирових

16

підприємств // Тези доповідей ІІ Всеукраїнської науково-методичної конференції з міжнародною участю “Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій”.– Дніпродзержинськ: ДДТУ.– 1998.– С.196.

10. Рибак А.О., Салюк А.І. Шляхи інтенсифікації процесу метанової ферментації жиромістких стічних вод // Тези доповідей другої міжнародної конференції ”Наука і освіта’99”.– Том 10.– Дніпропетровськ: Наука і освіта.– 1999.– С.45.

11. Кравець В.В., Губенко М.Б., Рибак А.О. Малі очисні споруди – майбутнє в практиці очистки стічних вод великих міст // Фальцфейновські читання.– Херсон: Айлант.– 1999.– С.96–97.

12. Кравець В.В., Рибак А.О. До впливу малих очисних споруд на екологічний стан довкілля // Збірка тез доповідей учасників ІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство” пам’яті професора О.П.Шутька.– К.: НТУУ “КПІ”.– 1999. – С.53–54.

13. Рибак А.О. Сучасний стан предочищення концентрованих стоків оліє-жирових комбінатів // Материалы международной научно-практической конференции “Актуальные проблемы водоснабжения и водоотведения”.– Одеса.– 1999.– С.179–181.

14. Рибак А.О., Салюк А.І. Застосування метанової ферментації для очищення стічних вод олієжирових підприємств // Тези доповідей третьої міжнародної конференції ”Наука і освіта’2000”.– Том 2.– Дніпропетровськ: Наука і освіта.– 2000 р.– С.49.

15. Рибак А.О., Шаповал О.Є. Біотрансформація жирів в аеробних та анаеробних умовах // Сборник трудов VIІІ международной научно-технической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов». – Том ІІІ. – Харків. – 2000 р. – С. 593–596.

16. Гаркавий С.І., Рибак А.О., Грищенко Н.В., Шаповал О.Є. Застосування симбіотехнології для очищення жировмісних стічних вод // Сборник трудов ІХ международной научно-технической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов». – Том ІІІ. – Харків. – 2001 р. – С. 638–641.