Когда вижу запрос про очистку сточных вод бататового крахмала, всегда вспоминаю, как лет десять назад многие думали, что это просто вариант пищевых стоков. На деле же там такая концентрация органики, что стандартные биологические методы дают сбой - особенно в фазе гидролиза, где БПК зашкаливает за 5000 мг/л. Мы в Шаньдун Люйчуан сначала тоже ошиблись, пытаясь адаптировать обычные UASB-реакторы, но загрузка всплывала из-за быстрого газообразования.
Если сравнивать с кукурузным или пшеничным крахмалом, в бататовом выше содержание пектинов и клетчатки. Это создаёт три проблемы: пенообразование в анаэробных реакторах, забивание мембран и нестабильный pH на стадии кислотогенеза. Как-то на проекте в Гуанси пришлось переделывать всю систему денитрификации - существующие LC-AnDen реакторы не справлялись с колебаниями C:N соотношения.
Запомнился случай на фабрике в Шаньдуне, где мы поставили стандартный LIC-реактор. Через две недели оператор жалуется - пузырь идёт такой интенсивный, что сепаратор не успевает. Оказалось, проектировщики не учли сезонность сырья: в ноябре-декабре батат содержит больше сахаров, отсюда и пиковая нагрузка. Пришлось дорабатывать систему рецирляции биогаза.
Сейчас мы в таких случаях всегда добавляем буферную ёмкость перед анаэробной стадией. Не идеально, конечно - увеличиваются капитальные затраты, но хотя бы предотвращаем вымывание биомассы при скачках нагрузки. Кстати, это одна из причин, почему мы разработали LICMAX с многоступенчатой сепарацией газа.
Для начальной стадии очистки хорошо зарекомендовал себя фентонный псевдоожиженный слой - особенно когда в стоках есть остатки пестицидов с плантаций. Но тут важно не переборщить с реагентами, иначе потом биологическая стадия встанет. Наш технолог как-то перестарался с пероксидом, пришлось месяц восстанавливать активный ил.
С анаэробными мембранными биореакторами история интересная. Теоретически - идеально для таких стоков, но на практике мембраны требуют промывки чуть ли не ежедневно. Видел на одном заводе, где поставили дорогущую японскую систему - так они треть времени тратили на химические промывки. Мы сейчас экспериментируем с комбинированной схемой: сначала грубая очистка в LIC, потом электрокаталитическое окисление, и только потом AnMBR.
Кстати, про электрокаталитические окислительные реакторы. Для бататовых стоков они дают неожиданно хороший эффект по цветности - видимо, за счёт разложения меланоидинов. Но энергозатраты... Надо считать, что выгоднее: меньше иловых остатков или выше операционные расходы.
В 2022 году мы как раз запускали проект в провинции Сычуань, где комбинат перерабатывал 200 тонн батата в сутки. Поставили каскад из UASB и денитрификатора LC-AnDen. Первые месяцы работало стабильно, но весной начались проблемы с запахом - оказалось, в сырье попали подгнившие клубни, увеличилась концентрация меркаптанов. Пришлось экстренно монтировать дополнительные биологические реакторы для удаления запахов.
На этом же объекте столкнулись с тем, что проектная производительность системы очистки не учитывала промывочные воды от транспортеров и мойки цеха. Их объем иногда достигал 30% от основных стоков. Теперь всегда закладываем хотя бы 25% запас по мощности - дороже, но надёжнее.
Коллеги из Вьетнама как-то делились опытом, где они пытались использовать осадок из таких стоков как удобрение. Не вышло - слишком высокое содержание тяжёлых металлов из почвы. Пришлось утилизировать как опасные отходы. Мы сейчас изучаем возможность сжигания с рекуперацией энергии - теоретически зольность должна быть приемлемой.
Сейчас тестируем гибридную систему: после классической анаэробной стадии ставим электрокаталитический реактор с угольными электродами. Предварительные результаты обнадёживают - удаётся снизить ХПК на выходе до 50 мг/л при разумных затратах. Но пока рано говорить о массовом внедрении.
Интересное направление - использование термофильных бактерий в LICMAX. Для южных регионов, где температура стоков редко опускается ниже 25°C, это может дать прирост эффективности на 15-20%. Но пока нет долгосрочных данных по стабильности таких систем.
Коллеги из Европы недавно публиковали исследование по ферментативному гидролизу перед анаэробной стадией. Для бататовых стоков выглядит перспективно, но стоимость ферментов пока неподъёмная для китайских производителей. Может, через пару лет...
При проектировании всегда советую закладывать не менее двух ступеней регулирования pH - перед анаэробной стадией и перед биологической денитрификацией. Бататовые стоки коварны своими буферными свойствами, которые сильно зависят от сезона сбора урожая.
На сайте https://www.kitay-lchj.ru мы выложили типовые технологические схемы, но всегда предупреждаем: каждый проект требует адаптации. Как-то пришлось полностью переделывать систему аэрации для завода в Гуандуне - там оказалась высокая минерализация воды, кислород хуже растворялся.
Если говорить про ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии, то мы сейчас фокусируемся на комбинированных решениях. Например, анаэробный мембранный биореактор хорошо работает в паре с электрокаталитическим окислением для доочистки. Но это для новых проектов - реконструировать существующие очистные сложнее и дороже.
Главный урок за эти годы: не бывает универсальных решений для очистки сточных вод бататового крахмала. Даже в пределах одной провинции состав сырья может отличаться в разы. Поэтому сейчас мы всегда начинаем с полупромышленных испытаний на месте, хоть это и увеличивает сроки проектирования.
