Многие до сих пор считают, что проблемы с очисткой стоков пшеничных спиртовых производств — это вопрос простой механической фильтрации. На деле же здесь вязкие взвеси сочетаются с высоким ХПК до 30 000 мг/л, а сезонные колебания состава сырья вообще сводят на нет стандартные подходы.
Помню, как на одном из заводов в Шаньдуне мы три месяца не могли стабилизировать показатели — оказывается, партия пшеницы с повышенным содержанием белка давала неожиданный всплеск аммонийного азота. Пришлось полностью пересматривать схему денитрификации.
Основная сложность — эти стоки содержат огромное количество растворимых органических веществ после брожения. Если на обычных производствах можно прогнозировать нагрузку, то здесь каждый цикл ферментации дает новый 'коктейль'. Особенно проблематичны остатки сивушных масел — они буквально убивают стандартные биологические системы.
Кстати, именно на таких объектах мы впервые опробовали гибридную систему LICMAX + LC-AnDen. Реактор с псевдоожиженным слоем справлялся с пиковыми нагрузками, а денитрификация шла стабильнее за счет постепенного выделения органики из взвесей.
Когда ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии начинала проект для завода в Хэнани, пришлось полностью отказаться от классической схемы UASB. Высокое содержание взвешенных веществ (до 15 000 мг/л) требовало принципиально иного подхода.
Сделали упор на многоступенчатую систему: сначала удаление грубых примесей через сита с изменяемым шагом, потом фентонный псевдоожиженный слой для разрушения устойчивых коллоидов. Интересно, что именно на этом объекте применили каскадный режим работы анаэробных реакторов — когда первый работает на пиковых нагрузках, а второй 'добивает' оставшуюся органику.
Самым неочевидным оказался вопрос температуры стоков. После дистилляции они поступают при 65-70°C, а для биологической очистки нужны 35-38°C. Пришлось проектировать теплообменники с рекуперацией тепла — оказалось, это тепло можно использовать для подогрева технологической воды, что дало заводу дополнительную экономию.
На сайте https://www.kitay-lchj.ru мы как-то разместили отчет по проекту в Цзянсу — так вот, там не указали один важный нюанс. Первоначально рассчитали систему на средние показатели, но не учли сезонность поступления пшеницы. Осенние партии давали на 40% больше взвесей из-за особенностей помола.
Запомнился провал с использованием стандартных мембранных биореакторов — забивались буквально за неделю. Пришлось разрабатывать специальные промывочные циклы с каустической содой и обратной продувкой. Сейчас для таких случаев у нас есть биологические реакторы с чередующейся анаэробно-аэробной средой.
Кстати, про электрокаталитические окислительные реакторы — их эффективность против фенольных соединений из пшеничных отрубей оказалась выше ожидаемой. Но экономически оправдано только при концентрациях свыше 500 мг/л, иначе эксплуатационные затраты съедают всю выгоду.
Многие забывают, что правильная очистка сточных вод пшеничного спиртового производства — это не затраты, а инвестиция. На том же заводе в Шаньдуне после внедрения системы рекуперации биогаза окупаемость проекта составила менее двух лет.
Но есть и подводные камни — например, стоимость реагентов для поддержания pH в анаэробных реакторах. Мы научились использовать отходы самого производства — щелочные промывные воды от очистки оборудования становятся отличным нейтрализатором.
Самое сложное — убедить заказчика не экономить на системе предварительной очистки. Сэкономленные на этапе грубой фильтрации 15% капитальных затрат оборачиваются тройными расходами на обслуживание биологических ступеней.
Сейчас тестируем на опытной установке комбинацию анаэробных мембранных биореакторов с электрокаталитической доочисткой. Предварительные данные показывают снижение энергопотребления на 20% compared to traditional systems.
Интересное направление — использование отработанных дрожжевых масс как сорбента для тяжелых металлов. В стоках спиртовых производств их немного, но для сточных вод сопутствующих производств метод может сработать.
Коллеги из ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии недавно запатентовали модификацию денитрификационных реакторов specifically для спиртовой отрасли. Основное преимущество — устойчивость к резким изменениям нагрузки, что критично при периодическом характере производства.
Если говорить о трендах — все больше заводов переходят на замкнутые циклы водопользования. И здесь опыт очистки сточных вод именно пшеничных спиртовых производств становится бесценным, ведь требования к качеству очистки для оборотного использования на порядок выше.
