Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 142 )

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение ХПК и концентрации ВВ в сточных водах.

Эксплуатационные данные

Пример пивоваренного завода в Соединенном Королевстве разработала опытную установку для обработки определенных сточных вод с высокой концентрацией загрязняющих веществ отдельно от остальных сточных вод. Емкость для пивного сусла образует приблизительно 20% всей нагрузки сточных вод пивоваренного завода, как показано в Таблице 7.80.

Таблица 7.80 - Характеристики сточных вод в пивоваренном заводе

	Концентрация	Вклад бочки для пивного сусла в общую нагрузку, %
Параметр	Общее количество сточных вод пивоваренного завода, мг/л	Сточные воды из бочки для пивного сусла, мг/л
ВВ	800	6540	27
ХПК	200	13100	22

Перед началом ультрафильтрации необходимо устранить крупные частицы с размером более 100 мкм. 70% ВВ без труда осаждаются и могут быть извлечены с помощью грубой фильтрации. Были опробованы встроенные в линию самоочищающие фильтры. С этим устройством использовались сита с различными размерами, и размер ячеек 30 мкм был признан оптимальным для удаления твердых веществ с приемлемым содержанием воды, то есть с 75% влажностью. Они были достаточно универсальны для того, чтобы справляться с различными нагрузками по ВВ в поступающих сточных водах, а также обеспечивали сброс, пригодный для распределения нормальной массы пивной дробины, предпочтительнее создания нового потока твердых отходов.

После этапа грубой фильтрации сточные воды подвергаются поперечно-поточной мембранной обработке. Получающийся в результате концентрат по-прежнему очень жидкий, менее чем с 1% сухих веществ. Если он добавлялся к нормальной массе влажной пивной дробины с влажностью 75%, общее содержание влаги могло увеличиться до 78%. В наиболее неблагоприятном случае это предполагалось неприемлемым, и поэтому концентрат должен был быть направлен на очистные сооружения сточных вод. Поперечно-поточный мембранный фильтр удерживал 99% ВВ и 53% ХПК, обеспечивая 5-кратный эффект концентрирования.

Растворенное вещество после ультрафильтрации подвергалось 99% сокращению по ВВ, 45% сокращению по полифенолам и 99% сокращению по липидам. По имеющимся отчетам это можно использовать в качестве заменителя один к трем для горячей заторной воды в процессе. В результате происходит увеличение полифенолов на 13 мг/л и липидов на 1 мг/л. Это считается допустимым технологическим отклонением. Сокращение нагрузки по загрязняющим веществам приводится в Таблице 7.81.

Таблица 7.81 - Снижение концентрации загрязняющих веществ в результате очистки сточных вод из емкости для пивного сусла

	Сточная вода из емкости для пивного сусла	Сточные воды после фильтра 30 мкм	Ультрафильтрация 100 нм
растворенное вещество	концентрат
Объем (м3)	13	13	10,5	2,5
Общее содержания ВВ (мг/л)	6540	3110	38	16010
ХПК (мг/л)	13100	13100	7623	36104

Экономические показатели

Согласно отчетам, большая часть пивоваренных заводов в Соединенном Королевстве сбрасывают сточные воды для очистки на КОССВ. За эту услугу КОССВ, как правило, устанавливается плата. Общие расходы на очистку сточных вод из емкости для пивного сусла были оценены приблизительно в 97 британских фунтов / пивоваренный завод. С учетом 3000 варок в год эта сумма достигает 291000 британских фунтов в год.

Сокращение нагрузки по ХПК на КОССВ снижает расходы за отведение сточных вод приблизительно на 13 британских фунтов на каждую варку. Использование растворенного вещества в качестве заторной воды происходит к экономии горячей воды, которая фактически достигается только при соответствующем балансе горячего раствора варочного цеха. В таком случае получаемая горячая вода по-прежнему требует пополнения водой. Оценка общей экономии составила около 59 британских фунтов на каждую варку или около 176000 британских фунтов в год. Ежегодные производственные затраты были оценены приблизительно в 28000 британских фунтов, следовательно, чистые сбережения оценены примерно в 50000 британских фунтов. Стоимость установки составила около 300000 британских фунтов, и поэтому период окупаемости составил 2 года. Можно выручить дополнительные ежегодные сбережения в сумме 50000 британских фунтов, если концентрат ультрафильтрации нагружается нормальной массой пивной дробины вместо отправки на КОССВ.

Расходы на такую установку будут в значительной степени различаться между пивоваренными заводами, в зависимости от размера емкости для пивного сусла, интенсивности потока, требований к накопительному резервуару, технологической линии отведения твердых веществ и степени автоматизации. В опытной установке, на основе которой были получены эти экономические данные, технология не была интегрирована в автоматизированную систему управления и не была подключена к системе CIP. Несмотря на то, что такие факторы могут изменить экономическую оценку, по имеющимся сообщениям, возможно, что внедрение системы очистки сточных вод из емкости для пивного сусла может обеспечить выгодный финансовый период окупаемости 1 – 2 года.

Справочная литература

[102, Соединенное Королевство, 2002]

7.5.7.8.5 Перегонка

По имеющимся отчетам в перегонных установках мелассы применяется двухэтапная (смотрите Раздел 7.8.3.3.2) система очистки сточных вод, после анаэробной очистки - аэробная очистка. Основным средством очистки является реактор EGSB (смотрите Раздел 7.8.3.2.8), где органическая нагрузка по большей части разлагается на биогаз, который может использоваться на месте, и образуются очень малые количества ила. После этого нагрузки ХПК и азота дополнительно снижаются в реакторе активного ила (смотрите Раздел 7.8.3.1.1).

На Рисунке 7.48 показана схема последовательности и размеры системы анаэробной/ аэробной очистки сточных вод в перегонной установке.

Рисунок 7.48 - Система анаэробной/ аэробной очистки сточных вод в перегонной установке [65, Германия, 2002]

7.5.7.8.6 Вино

Остаточные твердые вещества, например, остатки винограда или яблочный жмых, осадок на фильтре и отстой, которые не извлекаются в источнике, можно удалять с помощью просеивания. По имеющимся отчетам на виноградниках применяется полив почв (смотрите Раздел 7.1.6) и отстойники для испарения (смотрите Раздел 7.5.3.1.4).

Для устранения без труда сцеживаемых ВВ используется первичная очистка. Можно применять следующие технологии:

- улавливание сетчатыми фильтрами (смотрите Раздел 7.5.2.1)

- уравнивание движения жидкости и нагрузки (смотрите Раздел 7.5.2.3)

- нейтрализация (смотрите Раздел 7.5.2.4)

- отстаивание (смотрите Раздел 7.5.2.5)

- центрифугирование (смотрите Раздел 7.5.2.8)

- осаждение (смотрите Раздел 7.5.2.9).

После первичной очистки сточные воды можно отводить на КОССВ, или выполнять их дальнейшую очистку на месте. Во время вторичной очистки большие проблемы могут возникнуть из-за дрожжевой массы; активный ил истощается, и его можно вымыть. Поэтому разделение дрожжей и других твердых веществ представляет собой необходимый этап первичной очистки.

Анаэробные процессы (смотрите Раздел 7.5.3.2), в частности анаэробные отстойники (смотрите Раздел 7.5.3.2.1) и анаэробные фильтры (смотрите Раздел 7.5.3.2.3) по имеющимся отчетам являются наиболее приемлемыми методами очистки для сточных вод винных заводов. В качестве альтернативы можно использовать аэробные процессы (смотрите Раздел 7.5.3.1), например, аэрированное хранение в течение трех месяцев применяется на небольших винных заводах с малыми объемами сточных вод. Используется активный ил (смотрите Раздел 7.5.3.1.1) или капельные биофильтры (смотрите Раздел 7.5.3.1.5). Системы активного ила часто имеют слишком большие размеры по причине сезонных изменений, и поэтому их установка и эксплуатация является слишком дорогостоящей. Капельные биофильтры по отчетам обладают эффективностью 70% и, следовательно, требуют дополнительной доочистки.

Третичная очистка (смотрите Раздел 7.5.4) используется в качестве этапа доочистки для устранения оставшихся загрязнений.

7.5.7.8.7 Лимонная кислота

Сточные воды, образующиеся при производстве лимонной кислоты, отличаются большим значением ХПК; компоненты, содержащие кальций и серу, получающиеся при осаждении и разложении, и высокую концентрацию NH4–N из сырья (мелассы) и ферментации. Около 25% неочищенных сточных вод сильно загрязнено и составляет около 90% всей нагрузки ХПК.

Сильно загрязненные сточные воды сначала проходят предварительную очистку с помощью анаэробного сбраживания, во время которого образуется биогаз с высоким содержанием серы. Затем сточные воды, очищенные в анаэробном реакторе, и другие сточные воды смешиваются и проходят дальнейшую очистку. Концентрация загрязняющих веществ в сточных вод после очистки на тонну установленной производственной мощности приведены в Таблице 7.82.

Таблица 7.82 – Концентрации загрязняющих веществ в очищенных сточных водах на тонну установленной производственной мощности в ферментации лимонной кислоты [151, Австрийская контрибуция, 2002]

Параметр	Единица	Среднее значение
Объем	м3/т	40
ХПК	кг/т	20
БПК5	кг/т	1
NH4-N	кг/т	0,2
NO3-N	кг/т	0,08
PO4-P	кг/т	0,04

7.6 Предотвращение аварийных ситуаций