Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33258
Назва: Підвищення енергоефективності підприємств молокопереробної галузі шляхом виробництва біогазу з їх відходів
Інші назви: Improving the energy efficiency of dairy industry enterprises by producing biogas from their waste
Автори: Чайківський, Андрій Іванович
Chaikivskyi, Andrii
Бібліографічний опис: Чайківський А. І. Підвищення енергоефективності підприємств молокопереробної галузі шляхом виробництва біогазу з їх відходів: дипломна робота магістра за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“ / А. І. Чайківський. — Тернопіль : ТНТУ, 2020. — 80 с.
Дата публікації: лис-2020
Дата внесення: 21-гру-2020
Видавництво: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Науковий керівник: Зінь, Мирослав Михайлович
Zin, Myroslav
УДК: 621.321
Теми: 141
електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
стічні води молочного виробництва
очистка стічних вод
молочна сироватка
біологічне очищення
анаеробне бродіння
біогаз
енергетична ефективність
whey
biological treatment
anaerobic fermentation
Кількість сторінок: 80
Короткий огляд (реферат): В кваліфікаційній роботі вивчено режими метанового бродіння стічних вод і молочної сироватки, встановлено можливість використання цих субстратів як вторинної сировини для отримання біогазу. Відпрацьовано параметри технології очищення стічних вод молочних заводів і варіанти їх очищення в суміші із сироваткою. Розглянуто сучасний стан проблем переробки і очищення відходів підприємств молокопереробної галузі, проведений аналіз методів і технологій очищення стічних вод. Проведено розрахунок переробки стічної води і сироватки. Виконані техніко-економічні розрахунки виробництва біогазу. Запропоновано комплексну технологію переробки стоків і сироватки із застосуванням метанового бродіння. Автором пропонується варіант технологічної схеми, де сироватка піддається метановому бродін-ню окремо, в результаті чого всі наступні стадії очищення задовольняють вимоги технології і кінцевої якості очищеної води.
Іn the qualification work the modes of methane fermentation of methane fermentation of wastewater and whey are studied, the possibility of using these substrates as secondary raw materials for biogas production is established. The parameters of the technology of wastewater treatment of dairy plants and options for their treatment in a mixture with whey have been worked out. The first analytical section considers the current state of problems of processing and treatment of waste from the dairy industry, the analysis of methods and technologies of wastewater treatment. The calculation of wastewater and serum processing was performed, technical and economic calculations of biogas production were performed. A complex technology of sewage and serum processing with the use of methane fermentation is proposed. The author proposes a variant of the technological scheme, where the serum is subjected to methane fermentation separately, as a result of which all subsequent stages of purification meet the requirements of technology and the final quality of purified water.
Опис: Запропоновано технологічну схему переробки стоків і сироватки з застосуванням метанового бродіння. Проведені розрахунки теплового балансу метантенків. Під тепловим балансом, в даному випадку, ми маємо на увазі кількість тепла, отриманого з усієї кількості біогазу, кількість тепла (і відповідно біогазу), що витрачається на обігрів метантенків, і надлишкова кількість тепла (біогаз), який в подальшому іде на виробництво та генерацію електро та теплоенергії. Розрахунки показали, що впровадження такої технологічної схеми дозволить підприємству з об`ємом переробки молока 100 т щодоби одержувати до 4 000 м3 біогазу.
Зміст: ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ .... 6 ВСТУП ....... 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ..... 10 1.1 Умови формування та фізикохімічні показники стічних вод підприємств молочної промисловості ...................................................................................................... 10 1.2 Методи очищення стічних вод підприємств молочної галузі ...... 16 1.2.1 Очищення стічних вод підприємств молочної галузі із використанням фізикохімічних методів ...................................................................................................... 20 1.2.2 Очищення стічних вод підприємств молочної галузі методами активного мулу......... 21 1.2.3 Очищення стічних вод підприємств молочної галузі з допомогою метанового бродіння ...... 25 1.3 Висновки до розділу 1 ..... 31 2 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ...... 33 2.1 Розрахунок технологічної схеми переробки стоків і сироватки з застосуванням метанового бродіння ........ 33 2.1.1 Вихідні дані ...... 33 2.1.2 Розрахунок технологічної схеми спільної переробки загального стоку і сироватки ....... 33 2.1.3 Розрахунок технологічної схеми переробки загального стоку і сироватки з роздільною анаеробною ферментацією ....... 35 2.2 Розрахунок теплового балансу метантенків ....... 38 2.2.1 Вихідні дані ........ 38 2.2.2 Розрахунок теплового балансу ........ 39 2.3 Економічне обґрунтування впровадження технології очищення стічних вод і виробництва біогазу на підприємствах молочної галузі ....... 40 2.4 Висновки до розділу 2 ........ 42 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ....... 43 3.1. Процес метанового бродіння відходів підприємств молочної галузі ....... 43 3.2. Розробка технологічної схеми переробки і очищення стоків та молочної сироватки з виробництвом біогазу ...... 49 3.2.1. Апаратурно-технологічна схема та її опис ...... 50 3.2.2. Вилучення великих часток та жиру ...... 53 3.2.3. Змішування, нейтралізація та регулювання потоку стічних вод ...... 55 3.2.4. Підігрівання стоків в теплообміннику ..... 56 3.2.5. Анаеробна обробка в метантенках І та ІІ стадії ....... 57 3.2.6. Контроль та управління процесами анаеробного бродіння ........ 61 3.2.7. Освітлення та аерація стічних вод ...... 63 3.2.8. Видалення відпрацьованої біомаси із стічних вод ....... 65 3.3. Висновки до розділу 3 ....... 65 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ .... 66 4.1. Охорона праці та техніка безпеки при виробництві біогазу та експлуатації біогазових установок ...... 66 4.1.1. Заходи безпеки при виробництві біогазу...... 66 4.1.2. Правила безпеки при експлуатації біогазових установок .... 68 4.2. Забезпечення проведення рятувальних та інших невідкладних робіт ..... 69 ВИСНОВКИ ...... 72 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ..... 73
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33258
Власник авторського права: © Чайківський А. І., 2020
Перелік літератури: Душин И.Ф., Потапенко Л.Я., Ющюс А.И., Виноградов Ю.Н. Санитарно-технические устройства предприятий // Учебник для техникумов. – М.: Агропромиздат, 1991. – 299 с. 2. Костин Н.И., Гуденко А.И. и др. Рекомендации по снижению загрязнённости сточных вод предприятий молочной промышленности / НТЦ «Мясомолпром». – Москва-Каунас: 1987. – 43 с. 3. Шифрин С.М. Чеснова Л.М. Осветлители-перегниватели для очистки сточных вод. – Л.: Издательство литературы по строительству, 1970. – 110 с. 4. Таварткиладзе Й.М. Сорбционные процессы в биофильтрах. – М.: Сройиздат, 1989 – 125 с. 5. Мишуков Б.Г. Очистка сточных вод молочных заводов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук. – Ленинград, 1965 – 18 с. 6. Синев О.П., Охримюк Б.Ф. Реконструкция очисных сооружений молочноконсервного комбината // Молочная промышленность. – 1992. – №2. – С. 22-23. 7. Балыкин А.В. Анализ работы очистных сооружений Фрунзенского городского молокозавода // Роль гидробионтов в очистке сточных вод. – 1977. – С. 32-34. 8. Синёв О.П., Охримюк Б.Ф. Реконструкция очистных сооружений молочноконсервного комбината // Молочная промышленность. – 1992. – № 2. – С. 22-23. 9. Bronislaw Bartkiewicz Oczyszczanie ściekόw przemysłowych. – Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN. – 2002. – Р. 292. 10. Grudzień Y., Neutralizacja ściekόw mleczarskich dwutlekiem węgla // Przeqlad Mleczarski. – 1998. – №3. – Р. 86-89. 11. Коваленко М.С. Переработка побочного молочного сырья. М.: Пищевая промышленность, 1965. – 122 с. 74 12. Карелин Я.А., Яромский В.Н., Лысенкова Т.М., Волкова Г.А. Очистка сточных вод предприятий молочной промышленности // Водоснабжение и санитарная техника. – 1993. - №6. – С. 74-83. 13. Рашевская Т.А. и др. Утилизация отходов производственных сточных вод молокозаводов на производство кормовых добавок // Тез. докл. Респ. научно-техн. конф. “Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевой и перерабатывающей отрасли АПК”. – Киев. – 1991. – С. 269-270. 14. Borgia P., Banks C. Kinetics of an upflow anaerobic sludge blanket reactor treating ice-cream wastewater // Environment technol. – 1994. - №15. – P. 219-232. 15. СниП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1986. – 72 с. 16. Vigal G., Carvalno A., Mendez R., Lema J. Influence of the content in fats and proteins on the anaerobic biodegradability of dairy wastewaters // Bioresource technol. – 2000. – Vol. 74. - P. 231-240. 17. Бенсон М.И. Очистка сточных вод молочных заводов // Рефераты и обзоры по инженерно-технической литературе. Выпуск 60-тый. – Москва, 1956. – С. 42-69. 18. Omill F., Carrido J., Arrojo B., Mendez R. Anaerobic filter perfomance for the treatment of complex dairy wastewater at industrial scale // Water res. – 2003. – Vol. 37, №17. – P. 4099-4108. 19. Cordoba P., Riera F., Sineriz F. Treatment of dairy industries wastewater with an anaerobic filter // Biotechnol. Lett. – 1984. – Vol. 16, №11. – P. 753-758. 20. Nadais H., Capela I., Arroza L., Duarte A. Biosorption of milk substrates onto anaerobic flocculent and granular sludge // Biotechnol. Prog. – 2003. - №19. – P. 1053-1055. 21. Srydom J., Mostert J., Britz T. Anaerobic treatment of a synthetis dairy effluent using a hybrid digester // Water SA - 1995. – Vol. 21, №2, P. 125-130. 75 22. Gonzalez J., Valdes P., Nieves G., Gerrero B. Aplicacion de la digestion anaerobia a los residnales de industrials lacteas // Rev. Int. de Contamination Ambiental – 1994. – Vol.10, №1. – P. 37-41. 23. Hawkes F., Donnelly T., Anderson G. Comparative performance of anaerobic digesters operating on ice-cream wastewater // Water res. – 1995. – Vol. 2. – P. 525 – 533. 24. Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1974. – 161 с. 25. Omil F., Garrido J., Arrozo B., Mendez R. Anaerobic filter reactor performance for the treatment of complex dairy wastewater at industrial scale // Water research. – 2003. – Vol. 37, №17. – P. 4099-4109. 26. Феофанов Ю.А., Калинина-Шувалова С.Р. Разработка схемы локальной очистки сточных вод молокоперерабатывающих заводов с применением электролитических методов // Мезвузовский тематический сборник трудов ЛИСИ. – 1977. – №6 – С. 130-134. 27. Феофанов Ю.А., Калинина-Шувалова С.Р. Исследования по очистке сточных вод предприятий молочной промышленности методом электрокоагуляции // Мезвузовский тематический сборник трудов ЛИСИ. – 1977. – №6 – С. 134-138. 28. Калинина-Шувалова С.Ф. Локальная очистка сточных вод предприятий молочной промышленности. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук. – Ленинград, 1977. – 26 с. 29. Filno B., Fiqueiredo R., Nour E. Anaerobic of ptetreatment of dairy bigwig effluents // Prog. 51 st Purdue Ind. Waste Conf. – 1996. – P. 323-331. 30. Лукашенко С.В. Повышение эффективности обработки жиросодержащих вод мясомолочной промышленности. Рукопис дис. канд. техн. наук: 05.23.04. – Харьков: ХГТУСА, 2002. – 176 с. 31. Лукашенко С.В. Очистка производственных жирсодержащих сточных вод молокозаводов // Коммунальное хозяйство городов. Науч. техн. сб. – 76 ХГАГХ. – К.: Техника, 2000. – Вып. 25. – С. 157-159. 32. Березуцкий В.В., Терновская О.И., Одарюк П.В. Очистка жирового стока реагентной обработкой с отстаиванием // Весник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – Вып. 8. – С. 20-23. 33. Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод. Флотация и сгущение осадков. – М.: Химия, 1992. – 143 с. 34. Makinia J., Rosenwinkel K., Spering V. Long-term simulation of the activated sludge process at the Hanover-Gűmmerwald pilot WWTR // Water research. – 2005. – Vol. 39, №8. – P. 1489-1502. 35. Березуцкий В.В., Терновская О.И., Одарюк П.В. Опыт очистки жирсодержащих стоков // Весник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – Вып. 8. – С. 26-30. 36. Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Повышение эффективности обработки жирсодержащих сточных вод мясомолочной промышленности // Сб. докл. Междунар. конгр. “Экология, технология, экономика, водоснабжение, канализация”. – Ялта. – 2001. – С. 182-184. 37. Цыганков С.П. Биологическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. – М.: Агропромиздат, 1988. – 165 с. 38. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности / Шифрин С.М., Иванов Г.В., Мишуков Б.Г., Феофанов Ю.А.; Под ред. Шифрина С.М. – Москва: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 272 с. 39. Шифрин С.М., Мишуков Б.Г. Очистка сточных вод предприятий молочной промышленности. – Москва: Пищевая промышленность, 1968. – 118 с. 40. Некрасова Л.И. Николаева О.К. Очистка сточных вод предприятий молочной промышленности. – Москва, 1967. – 30 с. 41. Nadais H., Capela I., Arroja L., Duarte A. Optimum cycle time for intermittent UASB reactors treating dairy wastewater // Water research. – 2005. – Vol. 39, №8. – P. 1511-1526. 77 42. Petruj R., Lettinga G. Digestion of a milk-fat emulsion // Bioresource technol. – 1997. - Vol. 61, №9. – Р. 141-148. 43. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Биологические фильтры. - М.: Сройиздат, 1982. – 120 с. 44. Жуков А.И., Мангайт И.М., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод: Спр. пособие. – М: Стройиздат, 1977. – 204 с. 45. Голубовская Э.К. Биохимические основы очистки воды / Учебное пособие для строит. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1978. – 271 с. 46. Горбань Н.С., Лопин А.М., Школьник Е.М. Очистка сточных вод молокозаводов / Биология и биотехнология очистки воды. Тезисы докладов конференции 1992 г. в Полтаве. – Киев: Знание, 1992. – 58 с. 47. Klimpel H. Der Oxydationsgraben als Abwasserbehandlungsanlage für die milchverarbeitende Industrie // “Lebensmittel - Industrie”. – 1971. – Bd. 18, N 12 – P. 459-461. 48. Krassowski J. Wykonawstwo oczyszczalni ściekow mieczarskich // “Przeglad Mleczarski”. – 1970. – Vol. 20, №10. – P. 26-27. 49. Zabierzewski Cr. Oxidačni přikopy v polskŷch čistirnách mlėkárenskŷch odpadnich vod. // “Prŏmysl Potravin”. – 1972. – Vol. 23, №5. – Р. 135-138. 50. Долина Л.Ф. Реакторы для очистки сточных вод. – Днепропетровск, 2001.- 81 с. 51. Маастик А. Очистка сточных вод в окислительных каналах. – Таллин: Валгус, 1969. – 41с. 52. Василенко А.И. Малые очисные канализационные сооружения. – Киев: “Будівельник”, 1964. – 99 с. 53. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.И., А. А. Бондарев, Ю. Н. Андрианов Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985. – 207 с. 54. Wojciech Dabrowski, Lech Margel Osady powstające w oczyszczalniach ściekόw mleczarskich – możliwości ich zagospodarowania // Gaz, Woda i Technika sanitarna. – 2000. – №3 – S. 106-108 78 55. Ковальчук В.А. Очистка стічних вод. – Рівне: ВАТ “Рівненська друкарня”, 2002. – 622 с. 56. Воронов Ю.В., Саломеев В.П., Ивчатов А.Л., Побегайло Ю.П., Жиров Е.Н., Трубников В.А. Реконструкція и интесификация работы канализационных очистных сооружений.– М.: Стройиздат, 1990. - 222 с. 57. Феофанов Ю.А. Применение биологических фильтров для очистки сточных вод с одновременной стабилизацией биомассы. – Ленинград: Стройиздат (Ленинградское отделение), 1982. – 119 с. 58. Роговская Ц.И. Биохимический метод очистки сточных вод. – М.: Сройиздат, 1967. – 138 с. 59. Синёв О.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод. – Киев: Техника, 1983. – 110 с. 60. Козьминых Л.С. Окисление органических веществ в биофильтрах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук: 05.23.04 – М., 1988. – 15 с. 61. Яковлев С.В. Искусственные биологические окислители и методы их расчета. М.: Госстройиздат, 1959. – 154 с. 62. Валах В.П. Очистка сточных вод маломощных молокоперерабатывающих предприятий на дисковых биофильтрах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук : 05.23.04. – Киев, 1988. – 19 с. 63. Охримюк Б.Ф. Ефективність очистки стічних вод на біофільтрах з завантаженням із спіненого полістиролу // Збірник наукових праць “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”. Випуск 26. – Рівне, 2001. – С. 278-285. 64. Гироль Н., Журба М., Семчук Г., Якимчук Б. Доочистка сточных вод на зернистых фильтрах . – Ровно: “Типография Левобережная”. – 1998. – 92 с. 65. 50 запитань і 49 відповідей з нової біотехнології очистки води. Під ред. П.І. Гвоздяка. На допомогу лектору. - Київ: Знання, 1990. – 27 с. 79 66. Гвоздяк П.І., Глоба Л.І. Научное обоснование, разработка и внедрение в практику новых биотехнологий очистки воды // Химия и технология воды. – 1998. – т.20, №1. – С. 61-69. 67. Гвоздяк П. За принципом біоконвеєра // Вісник НАН України, 2003 – №3 – С. 29-36. 68. Друшляк О.Г. Разработка и исследование метода глубокой очистки сточных вод на аэрируемых фильтрах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук: 05.32.04. – Харьков, 1994 – 24 с. 69. Шифрин С.М., Хасид Е.В. Исследование по биологической очистки сточных вод рыбоконсервных производств на опытно-производственной установке биотенка // Новые методы и типы сооружений для очистки производственных и городских сточных вод. – Ленінград, 1972. – 137 с. 70. К.Ф. Форестер, Д.А.Дж. Вейз. Экологическая биотехнология: Пер. с англ. – Ленинград: Химия, 1990. – 384 с. 71. Романенко В.Д., Крот Ю.Г., Сиренко Л.А., Соломатина В.Д. Биотехнология культивирования гидробионтов. – К.: Институт гидробиологии НАН Украины, 1999. – 264 с.. 72. Casani S., Rouhany M., Knochel S. A discussion paper on challenges and limitations to water reuse and hygiene in the food industry // Water research. – 2005. – Vol. 39, №6. – P. 1134-1146. 73. Progress in phycological research. // Eds. Round R. E., Chapman D. J. Amsterdam, New York, Oxford: Elsevier Biomedical Press. – 1982. – Р. 34-38. 74. Han Qing Yu Acidification of mid- and high-strength dairy wastewaters // Water research. – 2001. – Vol. 35, №15. – P. 3697-3705. 75. Dabrowski W. Badanija mozliwosci nieprzemyslowego zagospodarowania osadόw z oczyszczalni ścieków mleczarskich // Gospodarka wodno- ściekówa i odpadowa w świetle integracji Polski z Uniạ Europeejskạ. – 2001. - Z.15, - P. 286- 289. 76. Kolbus P. u. a. Reinigung von Mölkereiabwasser mit einem neuentwickelten Verfahen // Deutsche Mölkerei Zeitung, 1987 (36), – P.280-284. 80 77. Ротмистров М.И., Гвоздяк П.И., Ставская С.С. Микробиология очистки воды. – Киев: “Наукова думка”, 1978. – 266 с. 78. Кутикова Л.А. Фауна аэротенков // Атлас. – Ленинград: Наука, 1984. – 264 с. 79. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. - М.: Сройиздат, 1980. – 200 с. 80. Финогенова Н.П. Класс малощетинковые черви Oligochaeta // Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР. – Ленинград, 1977. – C. 175-200. 81. Синельников В. Е. Механизм самоочищения водоёмов. – М.: Стройиздат, 1980. – 108 с. 82. Ляшенко А.В., Силаева А.А. Макробентос р. Тисы и водоемов ее бассейна в пределах Украины // Гидробиологический журнал. – 1994. – т. 30, №5. – С. 29-31. 83. Клявиньш М., Родионов В., Пареле Э., У. Химический состав донных отложений и зообентос реки Даугавы // Гидробиологический журнал. – 1996. – т. 32, №1. – С. 48-53. 84. Б. Здановский, А. А. Протасов, С. А. Афанасьєв, О. О. Синицына Структурне и функциональные особенности группировок зообентоса и зооперифитона Конинских озер // Гидробиологический журнал. – 1996. – т. 32, №1 – С. 36- 48. 85. Харченко Т.А., Ляшенко А.В., Башмакова И.Х. Биоразнообразие водных ценозов и качество воды низовьев Даугавы в пределах Украины // Гидробиологический журнал. – 1998. – т. 34, №6. – С. 45-65. 86. Баканов А.И., Флеров Б.А. Состояние сообщества донных организмов верхней Волги // Гидробиологический журнал. – 1998. – т. 34, №2. – С. 38-46. 87. Шарапова Т.А. Зообентос и зооперифитон реки Иртыш // Гидробиологический журнал. – 1998. – т. 34, №4. – С. 32-44. 88. Сергеева И. Г. Мейобентос озера Донузлав // Гидробиологический журнал. – 1998. – т. 34, №4. – С. 32-34.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Chaikivskyi_Avtorska.docЧайківський А. І. Авторська довідка69 kBMicrosoft WordПереглянути/відкрити
Chaikivskyi_Robota.pdfЧайківський А. І. Кваліфікаційна робота магістра2,76 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора