Если честно, до сих пор встречаю проектировщиков, которые считают, что пивоваренные стоки — это просто БПК и взвесь. На деле там такая гремучая смесь из промывочных щелочей, остатков дрожжей и промывных вод фильтров, что стандартная биология просто захлебывается. Особенно запомнился случай на одном уральском заводе, где после реконструкции цеха концентрация ХПК подскочила до 15 000 мг/л, а проектная САР выдавала не больше 40% очистки.
Когда мы с коллегами из ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии впервые опробовали на пивоварне реактор LICMAX, ожидали стабильные 85% по ХПК. Но через три месяца операторы начали жаловаться на всплывающую биопленку. Оказалось, периодические сбросы горячих промывочных вод (до 65°C) буквально 'варили' метаногенную культуру. Пришлось экстренно ставить буферную емкость с системой охлаждения — такой нюанс редко учитывают в типовых проектах.
Кстати, про температурный шок. В паспортах оборудования часто пишут диапазон 35-37°C, но на практике стоки приходят то 20°C (после мойки полов), то 55°C (от CIP-мойки танков). Без многоступенчатого усреднения никакой анаэробный реактор не выживет. Мы сейчас всегда закладываем минимум 12-часовой аккумулирующий резервуар с мешалками.
Самое коварное — пенообразование. Дрожжевые белки при распаде создают такую пену, что она переливается через газосборные купола. Однажды видел, как на UASB-реакторе пена достигла электродвигателей мешалок. Добавление пеногасителей помогало слабо — пришлось переделывать систему подачи стоков с распылительными форсунками.
Наш LC-AnDen реактор показал себя неплохо, но при условии строгого контроля C:N. В пивоваренных стоках после анаэробного этапа это соотношение часто падает до 3:1, тогда как для денитрификации нужно минимум 5:1. Приходится добавлять внешний источник углерода — обычно ацетат натрия. Но здесь другая проблема: если переборщить с дозировкой, на выходе получаешь взрыв роста водорослей в контрольном пруду.
Заметил интересную закономерность: при использовании технологии очистки сточных вод с предварительным подкислением стоков (pH до 6.2-6.5) денитрификация идет стабильнее. Видимо, так легче усваиваются те самые короткоцепочечные жирные кислоты, которые образуются при гидролизе дрожжей.
Кстати, про сезонность. Летом, когда пивоварни увеличивают производство светлых сортов, нагрузка по азоту растет на 25-30%. Если не корректировать режим рециркуляции иловой смеси, нитраты просто не успевают восстанавливаться. Приходится держать 'про запас' 15% мощности реактора.
После биологических стадий всегда остаются те самые 5-7% стойких органических соединений — в основном полифенолы из хмеля. Здесь обычная коагуляция малоэффективна, пробовали. Технология фентонного псевдоожиженного слоя от Шаньдун Люйчуан дала снижение ХПК на 92%, но при одном условии: точном поддержании pH 3.5-3.8. Малейшее отклонение — и вместо реакции Фентона получается простое подкисление стоков.
Расход реагентов выходит приличный: на каждый кубометр стоков нужно 2.1-2.3 кг перекиси водорода и 0.8-0.9 кг сульфата железа. Экономически оправдано только для заводов производительностью от 50 млн литров в год. Для меньших объемов рекомендуем электрокаталитические окислительные реакторы — там эксплуатационные затраты ниже.
Важный момент: после фентонной обработки обязательно нужна нейтрализация до pH 7.5-8.0, иначе осадок гидроксида железа не формируется. Однажды пришлось переделывать отстойник из-за того, что проектировщики поставили обычные трубы вместо кислотостойких — через полгода работы появились свищи.
С анаэробными мембранными биореакторами работали на двух заводах — в Калуге и Новосибирске. Основная проблема — забивание пор полисахаридами. Стандартные обратные промывки не всегда помогают, приходится раз в квартал делать химическую очистку цитратом натрия. Хлорсодержащие реагенты категорически нельзя — разрушают мембрану.
Зато по стабильности показателей — лучшая технология. Даже при скачках нагрузки по ХПК с 800 до 2500 мг/л на выходе стабильно 25-30 мг/л. Но стоимость... Один только заменяемый модуль обходится в 15-20% от годового бюджета на очистку. Поэтому рекомендуем их только когда требуется повторное использование воды.
Интересный наблюдение: при использовании очистки пивоваренного производства с ультрафильтрацией после MBR резко снижается цветность. Видимо, задерживаются те самые меланоидины, которые придают стокам характерный коричневый оттенок. Но это уже для премиум-сегмента, где важен внешний вид сбрасываемой воды.
Ни в одном паспорте оборудования не пишут, как влияют моющие средства на биомассу. Особенно цепочные амины из CIP-станций — они подавляют нитрификацию при концентрации всего 0.5 мг/л. Пришлось разрабатывать систему предварительного озонирования для их разложения.
Еще момент: проектировщики часто экономят на системе контроля сероводорода. В анаэробных реакторах его концентрация может достигать 300 ppm, что не только опасно для персонала, но и вызывает коррозию бетонных конструкций. Мы сейчас ставим как минимум три датчика: в реакторном пространстве, в газгольдере и в помещении управления.
Самое сложное — убедить заказчика не экономить на лаборатории. Без ежедневного контроля летучих жирных кислот, щелочности и соотношения VFA/Alkalinity любая, даже самая продвинутая система очистки сточных вод рано или поздно выйдет из строя. Видел как 'оптимизированный' завод полгода работал на грани срыва, пока не начали делать простейшие титрования по 2 раза в сутки.
Сейчас экспериментируем с электрокаталитическими реакторами для удаления остаточного азота. Пока получается снизить с 15-18 мг/л до 3-5 мг/л, но энергозатраты высокие — около 4.5 кВт·ч на кубометр. Для крупных производств пока нерентабельно.
Совершенно не оправдала себя идея с ультразвуковой деструкцией активного ила. Оборудование дорогое, эффект минимальный, а шумовое загрязнение добавляет проблем. Лучше уж классическая аэробная стабилизация — дольше, но надежнее.
Из последних наработок ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии — комбинирование биологических реакторов удаления запахов с рекуперацией тепла. Выхлопные газы от TPP-реакторов нагревают технологическую воду, что дает экономию 7-10% на подогреве анаэробных ступеней. Мелочь, но при нынешних тарифах существенно.
Главный вывод за 10 лет работы: не бывает универсальных решений для пивоваренного производства. Каждый завод — это уникальный набор технологических потоков, моющих средств и даже сортов пива. Готовые проекты работают плохо, нужно месяцами подбирать режимы. Но когда наконец находишь баланс — система годами работает без сбоев, как часы.
