Тамақ және сусындар өнеркәсібі

Дүниежүзілік нарықтарда тұтыну сапасының тоқтамайтын толқыны арқылы тамақ және ішімдік өнеркәсібі халық шаруашылығының маңызды саласы ретінде өз орнын бекітті. Бұл сала негізінен сапа, әртүрлілік және ыңғайлылық бойынша тұтынушылардың дамып отырған және күшейіп отырған талаптарын қанағаттандыруға міндетті. Дегенмен, дәл осы міндет экономикалық өсу мен экологиялық сақтандырудың қиылысында орналасқан, нарықтық сұранысты қанағаттандыру үшін үздіксіз «қуаттылықты кеңейту» және экологиялық нормаларға бағыну үшін қатаң «экологиялық сәйкестікті» қамтамасыз ету сияқты екі жақты, жиі қарама-қайшы мәселелермен тұрақты түрде кездеседі. Өндіріс масштабы ұлғайған сайын, әсіресе өндірістік сулар арқылы экологиялық із күшейіп, тұрақты дамудың маңызды тосқауылына айналады.

Жеміс сусындары, сүт өнімдері мен әртүрлі нан өнімдерін шығару саласында екі онжылдықтан астам уақыт бойы терең тұрақты дамып келе жатқан, өнеркәсіптегі ірі кешенді тамақ-сусын кәсіпорнының мысалын қарастырайық. Бұл кәсіпорынның ұзақ мерзімді болуы мен өнімдерінің кең ассортименті оның нарықтағы сәттілігінің айғағы болып табылады. Дегенмен, бұл сәттілік маңызды экологиялық құнымен қол жеткізілді. Өнімдер жоспарының үздіксіз кеңеюі және өндірістік қуаттың екі есе өсуі жоғары концентрациялы органикалық өндірістік сулардың пайда болуының тура пропорционалды, тіпті қауіпті деңгейде өсуіне әкелді. Өндірістік процестер — жемістерді жуу мен тазалау, сүт өнімдерін пастерлеу және нан пісіру жабдықтарын тазарту — табиғатынан суға үлкен мөлшерде мұқтаж етеді және органикалық заттармен ластанған қалдық суларды тудырады.

Бұл өндірістік сулар жай ғана ластанған судың саңылаулары емес, сонымен қатар қиын тазарту талап ететін күрделі, жоғары концентрациялы органикалық қоспа. Негізгі су сапасының мәселесі — химиялық оттегі қажеттілігі (COD) өте жоғары болып келеді, оның концентрациясы 5000 мг/л-ге дейін жетеді. Бұл қабылдаушы сулардағы оттегі деңгейін төмендететін, экожүйеге ауыр зиян келтіретін, тотығуға бейім органикалық заттардың үлкен мөлшерде болуын көрсетеді. Бұл өндірістік сулардың құрамы өңделген шикізатқа тікелей байланысты: ол шырындар мен қантеміздерден шығатын еріген қанттарды, сүт және сүт өнімдерінен шыққан ерігіш және коллоидтық ақуыздарды, сонымен қатар пісірілген тағамдардан шыққан жеміс ұнтағының ұсақ қалдықтарын, крахмал мен майларды қамтиды. Ластаушы заттардың осы нақты қоспасы өндірістік сулардың тез қышқылдануына және ластануына әкеп соғады, бұл дәстүрлі биологиялық тазарту әдістерін күрделендіреді. Қанттың жоғары мөлшері ұшпа қышқылдардың пайда болуына әкеп соғады, ал майлар, майлы заттар және глицерин жабдықтарды жауып жатып, микробтық белсенділікті тежеуі мүмкін.

Бұл тазартылмаған немесе жеткілікті түрде емдеу жүргізілмеген өндірістік сулардың экологияға әсері өте ауыр болды және соңында толыққанды операциялық және имидждік дағдарысқа әкелді. Жергілікті экологиялық қорғаныс басқармасы шығатын судың сапасын қатаң тексеріп және бақылағаннан кейін, күшті «жөндеуге қатаң шектік мерзім» берді. Бұл заңды талап кәсіпорынға белгіленген уақыт ішінде өзінің тазарту қондырғыларын жаңартуды талап етті, әйтпесе ол қатаң салдарларға, мысалы, мүмкін болатын тоқтатулар мен үлкен айыппұлдарға ұшырайтын болады. Сол уақытта ластандырушы заттарды шығаруға арналған рұқсатының маңызды жаңарту процесі де тоқтатылды, себебі бар тазарту жүйесі қатаңдалып отырған шығару стандарттарына тұрақты түрде сай келуін кепілдікке алмады. Бұл екіжақты реттеу қысымы компанияның жұмыс істеу лицензиясын жою қаупін туғызды, брендінің кескінін бүлтеді және болашақтағы өсу жоспарларын тоқтатты. Жағдай айқын болды: қадамдап жақсартулар жеткіліксіз болды; негізгі технологиялық секіріс міндетті болып табылады.

Тазартылған су құрылғыларының алдыңғы қатарлы QDEVU жүйесін іс жүзінде қолдану мен интеграциялау осы маңызды контексте түрлендіруші және кешенді шешім ұсынды. Бұл технологияны енгізу кәсіпорынның стратегиялық тұрғыдан сатылап секіруіне мүмкіндік берді, бұл тек «стандарттық түсу» — реттеу шектеулерінің минималды деңгейін қанағаттандыру — пассивті мақсатынан асып, «су қорын сақтау, шығарылымдарды азайту және ресурстарды қалпына келтіру» деген белсенді және тұрақты парадигманы қабылдауға ықпал етті.

Сонымен, бұл түрлендіруші секіру практикада қалай жүзеге асырылды? QDEVU жүйесі жоғары концентрациялы органикалық қалдық ағындарына арналып әзірленген интегралды тазарту жүйесі ретінде жасалған. Бұл процесс жеміс пюресі мен майлар сияқты ілеспе заттардың көбін алып тастау үшін дәнекер сүзгілеу мен ауаны еріту (DAF) сияқты күшті алдын-ала өңдеуден басталады, олар қалпына келтіріледі және жиі қосалқы өнімге айналдырылу үшін мал азығы немесе компостау үшін бағытталады, яғни қалдық ағыны қосалқы өнімге айналады.

Тазарту процесінің негізі өте жоғары тиімділікті биологиялық процестерден тұрады. Жоғары ХОС жүктемесі үшін араласпаған реактор ретінде Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) немесе Internal Circulation (IC) реакторы негізгі құрылғы болып пайдаланылады. Бұл оттексіз ортада арнайы микробтық ассоциациялар күрделі органикалық молекулаларды — қанттарды, ақуыздар мен майларды — қарапайым қосылыстарға ыдыратады. Бұл анаэробты ыдырау сатысының ең маңызды артықшылығы метанды көп қамтитын биогаз өндіру болып табылады. Бұл биогаз жиналады да, өндірістік процестер үшін буды алу үшін будың қазанында немесе электр энергиясын шығару үшін жылу мен электр энергиясын өндіру (ЖЭО) қондырғыларында пайдаланылуы мүмкін, сонымен қатар қондырғының энергия тұтынуын едәуір азайтып, көміртегі іздерін төмендетеді. Бұл «ресурстарды қайта өңдеу» концепциясының негізі болып табылады.

COD-тің үлкен бөлігін алып тастайтын анаэробтық өңдеуден кейін суды жоғары сапаға жеткізу үшін аэробтық өңдеуден өткізеді. Мембраналы биореакторларды (MBR) пайдаланатын дамыған аэробтық жүйелер азот сияқты қалдық органикалық заттар мен қоректік заттарды тиімді түрде алып тастауға мүмкіндік береді және "жоғары стандартты шығаруға" жетуге немесе тіпті "суды қайта пайдалануға" мүмкіндік туғызады. Өңделген шығарылымның сапасы өте жоғары, сондықтан оны құрал-жабдықтарды тазалау, суыту башнясына толтыру немесе суару сияқты техникалық мақсаттар үшін зауыт ішінде қауіпсіз түрде қайта пайдалануға болады, бұл "су ресурстарын үнемдеуге" әкеледі және таза суға деген қажеттіліктің құнын төмендетеді.

Сонымен қатар, биологиялық процестерден түзілген шөгінді өзі де ресурс болып табылады. Оны қоюландырып, сіңіруге (ассимиляциялауға) болады, бұл биогаз өндіруді одан әрі арттырады, ал стабилизацияланған сіңірілген қалдықты судан тазартып, органикалық тыңайтқыш немесе топырақ жақсартқыш ретінде өңдеуге болады, яғни ресурстарды қайта пайдалану циклы тұйықталады.

Қорытындылай келе, QDEVU жүйесін енгізу ағып шығаратын суларға лицензияны жаңартуға мүмкіндік беретін ластану бойынша реттеу шараларын шешті және түзету тапсырмасын жоюға мүмкіндік берді. Тіпті маңыздырақ, бұл компанияның экологиялық және экономикалық моделін түбегейлі өзгертті. Ластанған суды ысырып тастау қажет болатын қымбатқа түсетін проблема ретінде қарау парадигмасы оны энергия, су және қоректік заттар сияқты құнды ресурстар көзі ретінде басқаруға ауысты. Бұл секірмелі ілгерілеу тек компанияның қызметін жалғастыруына кепілдік берген қана емес, сонымен қатар энергияны үнемдеу мен суды қайта пайдалану арқылы экономикалық пайда әкеліп, тамақ және сусын өнеркәсібінде шеңберлік экономика тәжірибесі үшін жаңа стандарт белгіледі.