Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 141 )

7.5.7.8 Напитки

7.5.7.8.1 Характеристики сточных вод

Производство безалкогольных и алкогольных напитков является отличающимся сектором. Сточные воды в этом секторе можно подразделить на категории низкой концентрации/ большого объема, высокой концентрации/ малого объема, регулярное непрерывное отведение, а также отведение после кампаний или сезонное отведение. Загрязняющие вещества в сточных водах в этом секторе чаще всего являются биологически быстро разлагающимися и содержат микроорганизмы.

7.5.7.8.2 Очистка сточных вод

Перед очисткой может применяться сегрегация сточных вод (см. 7.1.7.8). Потоки большого объема/ низкой концентрации могут либо перерабатываться (после соответствующей очистки), либо сбрасываться сразу на очистные сооружения сточных вод без предварительной очистки, либо перед сбросом смешиваться с очищенными сточными водами. Варианты будут зависеть от получающейся воды и от условий отведения сточных вод [13, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэллса, 2000].

Вообще при применении технологий по очистке сточных вод в секторе безалкогольных и алкогольных напитков могут использоваться следующие первичные методы [13, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэллса, 2000]:

- улавливание сетчатыми фильтрами (смотрите Раздел 7.5.2.1)

- уравнивание движения жидкости и нагрузки (смотрите Раздел 7.5.2.3)

- DAF (смотрите Раздел 7.5.2.6)

- водонакопительный резервуар (смотрите Раздел 7.5.2.7).

В производстве безалкогольных напитков успешно применяются системы биологической очистки.

В зависимости от ассортимента продукции и системы упаковки, например, возвратной или невозвратной, может потребоваться постоянное или промежуточное добавление питательных солей. Очистка и дезинфекция может вызывать временные увеличения концентраций фосфора, которые впоследствии приводят к возникновению проблем для организаций, осуществляющих отведение, даже после усреднения, которое считается рациональным перед биологической очисткой [65, Германия, 2002].

Для потоков сточных вод с концентрацией БПК более чем 1000 – 1500 мг/л можно использовать процессы анаэробной очистки (смотрите Раздел 7.5.3.2), и после этого – поверхностную аэрацию. Для сточных вод с меньшей концентрацией загрязняющих веществ используется аэробная очистка (смотрите Раздел 7.5.3.1). Может применяться двухэтапная биологическая система (смотрите Раздел 7.5.3.3.2), после анаэробной очистки – аэробная очистка.

Для отведения сточных вод в водные объекты или для очистки сточных вод до качества, необходимого для повторного использования, требуются дополнительные этапы очистки.

Если содержание ВВ в сточных водах низкое, или если сточные воды должны использоваться повторно, требуется третичная очистка (смотрите Раздел 7.5.4). Дезинфекция и стерилизация (смотрите Раздел 7.5.7.8) имеет большое значение, если сточные воды будут использоваться в технологических зонах в качестве питьевой воды.

Некоторые установки работают круглый год, но перерабатывают сезонную продукцию. В таких установках круглый год образовываются общие сточные воды от непрерывного производства на месте, а во время сезонных компаний образовываются дополнительные сточные воды в результате интенсивных процессов. Поэтому качество постоянных сточных вод и сточных вод, образующихся сезонно, влияет на выбор технологий очистки сточных вод установки.

Как правило, сточные воды, образующиеся сезонно, имеют более высокую концентрацию загрязняющих веществ, чем постоянные сточные воды, и некоторые факторы будут влиять на выбор оператором технологий в таких условиях, например, близость объектов для отведения сточных вод, и целесообразно ли соединение потоков, или же лучше не объединять их. Можно учитывать экономичность конструкции очистных сооружений сточных вод, способной принимать значительно более высокие нагрузки во время сезонной кампании.

Для некоторых сточных вод первичная очистка может требоваться только при раздельной очистке перед отведением на очистные сооружения сточных вод. Сточные воды, образующиеся сезонно, обычно имеют высокую концентрацию загрязняющих веществ и сравнительно малый объем и очищаются с помощью анаэробных процессов. Получающиеся в результате анаэробного процесса сточные воды обычно можно сбрасывать на КОССВ, после поверхностной аэрации.

Для совместной очистки потоков станция очистки сточных вод, как правило, должна иметь модульную конструкцию с двумя или более реакторами, работающими параллельно, для обеспечения того, что один реактор используется независимо от сезона с установкой, доведенной до полной мощности во время сезонного производства. К технологии, предусмотренной для этого, относится традиционная обработка активным илом (смотрите Раздел 7.5.3.1.1) с добавлением чистого кислорода (смотрите Раздел 7.8.3.1.2) во время высоких нагрузок, связанных с сезонным производством. Установка может потребовать искусственной подачи при подготовке к увеличенному движению жидкости и к повышенной нагрузке.

7.5.7.8.3 Пивоварение

Обычно наблюдаются отклонения в образовании сточных вод. Максимальное количество сточных вод может быть в 2,5 – 3,5 раза превышать среднесуточный, в зависимости о того, насколько близко к производству производится замер. Период образования максимального количества сточных вод, как правило, недолгий. Максимальное количество сточных вод образуются в варочном цеху и в зоне переработки пива вместе с работами по очистке. В зоне упаковки максимальное количество сточных вод образовывается во время закрытия линии, поскольку сливаются остатки от мойки бутылок и туннельные пастеризаторы. Третьей зоной, где могут образовываться максимальное количество сточных вод, является зона очистки сточных вод во время обратной промывки фильтров.

Концентрация органических веществ будет зависеть от соотношения сточных вод к пиву и поступления органических веществ на очистные сооружения сточных вод. Характерный качественный состав сточных вод по органическим загрязняющим веществам в пивоварении составляет обычно от 0,8 до 2,5 кг ХПК/ декалитр пива. Может образовываться большое количество сточных вод при сбросе избыточного количества дрожжей, крупного коагулята материала осаждения протеиназы или других концентрированных отходов на очистные сооружения сточных вод, которые могут утилизироваться более подходящими способами. При производстве безалкогольного пива может образовываться очень большое количество сточных вод, если на очистные сооружения сточных вод сбрасывается конденсированный алкоголь.

Как правило, технические сточные воды содержат небольшое количество биологически не разлагающихся компонентов. Обычно сточные воды из пивоваренного завода содержат соотношение ХПК/ БПК 1,5 – 1,7, это значит, что загрязняющие вещества в сточных водах легко разлагаются.

Во время первичной очистки большое значение имеет нейтрализация (см. 7.5.2.4). Дозирующая способность установки нейтрализации будет зависеть от работы пивоваренного завода, в особенности от конструкции и работы разгрузки каустических ванн в мойках бутылок и резервуарах безразборной мойки оборудования (CIP). В других методах используются дымовые газы из бойлерной установки или избыточный углекислый газ (CO2) после ферментации для нейтрализации каустика в установках CIP или переливы из устройств мойки бутылок. К оборудованию может относиться газоочиститель или более простая система с вентиляцией газа в приемник.

Вторичная очистка может включать в себя аэробные (см. 7.5.3.1) и/или анаэробные (см. 7.5.3.2) процессы. Наиболее распространенным аэробным методом, используемым для очистки сточных вод пивоварен, является обработка активным илом (см. 7.5.3.1.1). Тем не менее, применение анаэробного процесса имеет преимущество в том, что для сточных вод из пивоваренного завода с дефицитом питательных веществ требуется меньше (или не требуется вовсе) питательных веществ. К наиболее распространенным используемым анаэробным технологиям относится реакторы UASB (слой ила анаэробной очистки с восходящим потоком) (см. 7.5.3.2.4) и реакторы EGSB (см. 7.5.3.2.8).

Избыточный ил может составлять значительную часть твердых отходов из пивоварен и должен утилизироваться. По имеющимся отчетам ил используется в сельском хозяйстве (см. 7.1.6).

Если требования к сточным водам являются более строгими, чем 15 мг/л для БПК и 20 – 30 мг/л для ВВ, требуется третичная обработка (см. 7.5.4).

7.5.7.8.4 Использование воды на пивоваренном заводе

Описание

По завершении отделения солода остаток, очень жидкое сусло, можно свободно сливать, пока не будет достигнут приемлемый уровень влажности массы пивной дробины. После разгрузки зерен мелкие фракции под ложным дном удаляются с помощью очистки горячей водой под напором, и отверстия в ложном дне при ополаскивании горячей водой сверху остаются не разрушенными. Такое очень жидкое сусло содержит большое количество ВВ, липидов и полифенолов, и обычно считаются неприемлемыми для повторного использования, поэтому направляются на очистные сооружения сточных вод. Эти потери значительны в показателях воды, энергии и экстракта.

Сточные воды из емкости для пивного сусла являются существенным вкладом в общие сточные воды пивоваренного завода. Концентрация загрязняющих веществ в сточных вод из емкости для пива зависит от нескольких факторов. Что касается водного баланса, то чем меньше содержание влажности в пивном зерне, тем больше количество сточных вод. Рациональным будет сократить дальнейший объем дренажа жидкого сусла, необходима осторожность, чтобы не захватить воздух или увеличить время накопления сусла. Распространенной практикой является также применение грохочения толстого слоя во время слива пласта, чтобы ускорить дренаж жидкого остаточного сусла после завершения накопления сусла в котле. Чем активнее применяется такая технология, тем больше мелких фракций проходят в сточные воды. Большее количество удержанного пивного зерна после сброса неизбежно приводит к большему количеству мелких фракций/ ХПК, захваченных в пластине ложного дна, извлеченных напорным очисткам под пластиной и проходящих в сточные воды.

Чтобы обеспечить возможность повторного использования сточных вод в качестве технической воды для затирания солода, требуется удаление коллоидных частиц очень мелкого размера из слабого сусла. Этого можно добиться с помощью центрифугирования или двухэтапной фильтрации, то есть грубая фильтрация и затем – ультрафильтрация. После этапа грубой фильтрации сточные воды подвергаются поперечно-поточной мембранной обработке.