Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 140 )

Примеры предприятий

Минимум одна установка по производству крахмала из картофеля в Германии.

Справочная литература

[65, Германия, 2002]

7.5.7.7  Сахар

7.5.7.7.1 Очистка сточных вод

По имеющимся отчетам в зависимости от конструкции очистных сооружений сточных вод иногда перед очисткой сточных вод выполняется сегрегация сточных вод (смотрите Раздел 7.5.7.8) в установках по переработке сахарной свеклы. Техническая вода, то есть избыточный конденсат после выпарной установки, с высоким содержанием аммиака и вода после кристаллизации сахара, транспортерно-моечная вода и промывочная вода, по имеющимся отчетам, хранится отдельно от воды для гидротранспортировки с большой концентрацией загрязняющих веществ. В некоторых установках конденсат используется для мытья свеклы.

Пример 1

Почва осаждается из транспортировочной воды в водоемах для отстаивания (смотрите Раздел 7.5.2.5). Отстоявшаяся вода очищается в анаэробных и аэробных отстойниках (смотрите Раздел 7.5.3.1.4). Использование таких отстойников позволяет применять воду из них для полива почвы во время засушливой погоды, что сокращает также необходимость забора воды из поверхностных источников или добычи подземных вод. Для очистки технологической воды в Южной Европе можно использовать отстойники для естественного испарения воды, благодаря высоким средним температурам.

Дополнительная очистка требуется, если существует риск возникновения неприятного запаха или если требования по охране окружающей среды предписывают более высокий уровень очистки. В этом случае предварительную очистку можно расширить поверхностной аэрацией, возможно, после аэробной очистки (см. 7.5.3.1).

Пример 2

Если требования по охране окружающей среды предписывают необходимость дополнительной очистки, можно использовать отстаивание (см. 7.5.2.5), анаэробную очистку (см. 7.5.3.2), затем – насыщение кислородом и/или аэробную очистки (см. 7.5.3.1) с процессом завершающего отстаивания ила.

Сточная вода высокой концентрации, поступающая из прудов для отстаивания, идеально подходит для очистки с помощью анаэробных технологий. Кроме того, бетаины из сахарной свеклы, состоящие из органических азотных соединений, могут разлагаться только анаэробно. Поэтому около половины сахарных заводов в Германии в настоящее время оснащены анаэробными системами [65, Германия, 2002].

Органический материал в транспортировочной воде распадается на органические кислоты с более короткими цепочками. Исторически коррекция водородного показателя (pH) выполнялась с помощью добавок, таких как известь, в процессе нейтрализации (см. 4.8.2.4). Однако такое “окисление” потока сточных вод идеально подходит для анаэробной очистки. Ацидогенез представляет собой важнейшую реакцию, которая происходит в анаэробных условиях, для распада органических материалов с более длинными цепочками на органические кислоты, легче поддающиеся обработке. Для некоторых анаэробных установок требуется резервуар для окисления, расположенный перед анаэробным реактором, для интенсификации этапа ацидогенеза. Поэтому коррекция pH транспортировочной воды больше не требуется.

Биометанация проводится при более высоких температурах, например, 37°C, хотя может выполняться более длительное сбраживание при 20°C или ниже. Технологические осложнения могут возникать в результате изменений состава сточных вод, а также высокого содержания с них кальция.

В метановом реакторе наличие кальция от процесса карбонизации, который присутствует в сточных водах в соединении с диоксидом углерода, образующимся в реакторе, приводит к осаждению карбоната кальция. Опыт показывает, что, несмотря на концентрацию поступающих сточных вод и на выполняемый процесс, содержание кальция снижается приблизительно до 0,3 – 0,7 кг/м3. Это означает, что ежегодно в реакторе остаются отложения карбоната кальция в количестве 300 – 1000 тонн. В результате возникают проблемы при смешивании в системе, а также необходимость дополнительных работ и расходов на поддержание применяющихся насосов, теплообменников и труб в хорошем рабочем состоянии [65, Германия, 2002].

Часть анаэробно очищаемых сточных вод можно перерабатывать и использовать в качестве воды для гидротранспортировки свеклы. Кроме того, метан, образующийся как часть анаэробного процесса, можно использовать для сушки свекловичного жома, предназначенного для корма животных. Для подогрева сточных вод, поступающих в анаэробный реактор, можно использовать низкотемпературное нагревание [13], Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэллса, 2000].

Считается, что избыточный конденсат от переработки свеклы содержит большое количество аммиака, а также низкое ХПК. Рекомендуемым процессом для снижения содержания аммиака является применение аэробных технологий, предусматривающих нитрификацию аммиака (смотрите Раздел 7.5.5.4.1). Для этого в поток сточных вод необходимо добавлять внешний источник углерода. В таких установках, использующих анаэробные технологии для очистки транспортировочной воды, объединяющих сточные воды из анаэробного процесса с избыточной технической водой, обычно достаточно обеспечить подачу надлежащего баланса вод в этап аэробной очистки.

На некоторых предприятиях используются гидроциклоны для извлечения из системы нагруженного известью активного ила. Почти на всех предприятиях во время межсезонного периода необходимо механически извлекать известь, образующуюся в реакторах. Это выполняется через определенные интервалы времени, каждые 2 – 5 лет. Концентрации извести при очистке составляют около 800 – 1000 кг/м3 в материале – носителе. Поскольку такие работы являются сезонными, аэробная система после анаэробной системы должна задействоваться соответственно в начале сезона. Это не обязательно в случае с псевдоожиженными слоями (смотрите Раздел 7.5.3.2.7). Известь осаждается почти полностью в материале – носителе, который затем извлекается во время работы.

Качество сточных вод, получающееся в результате этого этапа, может соответствовать условиям отведения в водные объекты. Или же отведение может осуществляться на КОССВ. Для возможной переработки некоторых получающихся в результате сточных вод можно использовать технологии третичной очистки (смотрите Раздел 7.5.4).

Пример 3

В обстоятельствах, требующих дополнительного контроля азота и его соединений, необходимо устанавливать надлежащим образом разработанные системы нитрификации и денитрификации. Существует несколько биологических и не биологических технологий, например, отгонка аммиака (смотрите Раздел 7.5.4.2) и биологическая нитрификация/ денитрификация (смотрите Раздел 7.5.4.1).

Пример 4

Сначала применяется анаэробный процесс, и образующийся биогаз используется в качестве топлива. Далее выполняется аэробный процесс, разлагающий азот и фосфор.

После очистки сточная вода либо повторно используется на предприятии, либо отводится в водные объекты.

Пример 5

На Рисунке 7.47 показана схема типичной последовательности процедур очистки сточных вод для установки (завода) по переработке сахарной свеклы.

Рисунок 7.47- Стандартная схема очистки сточных вод от переработки сахарной свеклы [13, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэллса, 2000, 159, CIAA (Конфедерация производств пищевых продуктов и напитков Европейского Сообщества) –CEFS (Европейский комитет производителей сахара), 2003]

Достигаемые сбросов

Характеристики очистки сточных вод в сахарной промышленности в Скандинавских странах приводятся в Таблице 7.77.

Таблица 7.77 - Характеристики очистки сточных вод в сахарной промышленности Скандинавских стран

Очистка	БПК, мг/л	Общее содержа-ние азота, мг/л	Общее содержание фосфора, мг/л
Перед очисткой	3300	120	10
После анаэробной очистки	10	80	8
После анаэробной и аэробной очистки	2	10	0,4

Цифры на тонну переработанной сахарной свеклы в установках по производству сахара в Дании приводятся в Таблице 7.78.

Таблица 7.78 - Образование сточных вод и основные характеристики для установок по производству сахара в Дании [139, Нильсен , 2002]

Параметр	Общая средняя величина (пределы)	Средняя величина без очистки	После анаэробной/ аэробной очистки
м3 сточных вод/ т переработанной свеклы	0,79 (0,53–1,10)
м3 сточных вод/ т произведенного сахара	5,13 (3,73–6,98)	5,59 (3,76–6,98)
кг БПК/ т переработанной свеклы	10,3 (0,01–24,4)	14,6 (10,7–24,4)	0,01
кг ВВ/ т переработанной свеклы	1,25 (0,76–1,62)	1,16 (0,76–1,42)	нет данных
кг азота/ т переработанной свеклы	0,27 (0,01–0,56)	0,33 (0,19–0,56)
г фосфата/ т переработанной свеклы	31,3 (0,81–83,2)	40,4 (27,5–83,2)	1,22

Специфические нагрузки загрязнений сточных вод после биологической очистки сточных вод приведены в Таблице 7.79.

Таблица 7.79 - Нагрузки сточных вод после биологической очистки во время периода по переработке сахарной свеклы [152, Австрия, 2002]

Параметр	Произведенный сахар (кг/т сахара)
БПК5	0,24
ХПК	2,4
Общее содержание органического углерода (TOC)	0,9
Азот – общее содержание	0,35

По имеющимся отчетам сточные воды из установок (заводов) по производству сахара иногда не подвергаются очистке, а направляются для полива почв (см. 4.1.6).