Рис. 4. Аппаратурно-техлологическая схема приготовления белого сахарного сиропа горячим способом
Предотвращение образования сточных вод.
Очистка сточных вод обходится всегда дороже, чем предотвращение их появления. Для снижения загрязненности сточных вод рекомендуется проведение следующих мер:
· сбор остатков продукта, бракованных партий, остатков напитков и сиропов из пустой тары и промышленного оборудования, их вторичная переработка или раздельная утилизация с использованием компактных очистных установок самого предприятия или совместных очистных сооружений в периоды, когда установка находится в состоянии недогрузки. Крайне проблематичным это требование становится в случае утечки объема выработки сладких напитков за смену, в результате чего показатели ежедневной нагрузки на сточные воды возрастают почти в 20 раз и нарушается технологический режим работы очистных установок из-за дефицита кислорода и многое другое. То же относится к сахарным и лимонадным сиропам и т.д. Эти примеры обосновывают ужесточение требований к обязательной и надежной организации проведений внутризаводских мероприятий в целях избежания утечек и возникновения брака. Внтурипроизводственные резервуары для предварительной обработки сточных вод также применимы в качестве аварийных с возможностью выравнивания сбросов, вызывающих сбои в работе очистных сооружений;
· для извлечения остатков лимонада из возвратных бутылок требуются такие моющие машины, которые позволяют осуществлять стекание остатков из перевернутых бутылок в процессе ополаскивания и раздельный отвод таких стоков;
· минимизация переналадки на новый вид продукции и необходимой при этом промежуточной промывки снижает загрязняющую нагрузку на сточные воды; точное разделение продукта и воды отслеживается фотометром, встроенным в магистральный трубопровод;
· сбор головных и хвостовых фильтрационных остатков из замкнутых трубопроводов и оборудования и их вторичное использование путем последующей дозировки; еще лучшей мерой является безотходный запуск и остановка смешивающих установок;
· большие емкости с соответственно меньшей поверхностью, специфицированные в зависимости от объема напитка, и максимально короткие и оптимально сконструированные трубопроводы для транспортировки продукта снижают загрязняющую нагрузку на сточные воды. Подобным же образом объясняется уменьшение нагрузки на сточные воды при использовании больших емкостей, увеличении доли одноразовых бутылок и увеличении использования новых бутылок. При использовании крупных бочонков и кегов уменьшилась бы площадь этикеток, что позволило бы снизить загрязняющую нагрузку;
· продление периода действия моющего щелочного раствора и его методов обработки, содействующих эффективности его действия путем седиментации и фильтрации (ультрафильтрация) посредством физических и химических превращений, путем связывания проблемных субстанций активированным углем, за счет химического разложения с использованием окисляющих средств и т.д.;
· предотвращение высокотемпературных стоков путем распределения в каскадных емкостях и рекуперация тепла с использованием соответствующих теплообменных регистров, а также с помощью тепловых насосов (и в очистных водоемах);
· предотвращение образования опасных веществ путем перехода на другие вещества и методы мойки и дезинфекции и соответствующим выбором для этих процессов моющих и дезинфицирующих средств с учетом сведений из их сертификатов безопасности;
· использование мембранных технологий в процессе водоподготовки без применения химикатов;
· подготовка промывочной воды с использованием воды от промывки установок водоподготовки;
· предотвращение попадания в сточные воды предприятий по производству фруктовых соков остатков продукта, взвесей (труба), частиц фильтров, шлама осветляющих средств, жмыха и кизельгура;
· мероприятия по сокращению объема сточных вод и нагрузки на них путем создания внутрипроизводственных магистралей циркуляции воды; входной контроль этикеток;
· снижение концентрации щелочи и уменьшение переноса щелочи за счет совершенствования техники автоматического регулирования процесса дозирования; установка расходомеров воды и их контроль, применение водосберегающих клапанов и очистного моечного оборудования с использованием высокого давления, использование удобной в обслуживании арматуры, применение приемлемых систем циркуляции воды; применение CIP-технологий, установок для мойки резервуаров и т. д.
Нагрузка на сточные воды в значительной мере обусловлена видом напитка (фруктовый сок, подслащенные безалкогольные прохладительные напитки, минеральная или столовая вода), а также способом розлива (в одноразовую или многоразовую упаковку), причем существенную роль играет эффективность проведения вышеперечисленных предупредительных мероприятий применительно к затратам па последующую очистку сточных вод или их предварительную внутрипроизводственную обработку. Этим также можно объяснить, почему затраты на предварительную обработку сточных вод на различных предприятиях могут отличаться. Существуют также разные доли использования мощностей коммунальных многопользовательских очистных сооружений, что стимулирует предприятие лишь соблюдать предельно допустимые значения температуры, рН, опасных веществ и других нормативно предусмотренных предельных значений.
Отделение грубых и твердых частиц с помощью ситовых установок, гнутых пли вращающихся барабанных сит с шириной ячеек и шлицов от 1 до 1,5 мм находит применение преимущественно в производстве фруктовых соков.
Предприятия, не производящие подслащенных напитков или с незначительной их долей в общем производстве, обходятся простыми нейтрализационными установками, в которых в качестве нейтрализатора повышенной щелочности используются остатки углекислоты из установки розлива (так называемая технология Carboflux), где переносимая щелочь, смытая в зоне шприцевания или в теплой водяной ванне, нейтрализуется СО2. При этом также затормаживается вредное образование накипи в бутылкомоечной машине. Другие нейтрализирующие установки функционируют с использованием дымовых газов.
Более высоким требованиям отвечают смешивающие и выравнивающие водоемы (разработанные в Берлинском институте пивоварения, VLB), где достигается выравнивание температур, рН и загрязненности вследствие пиковых нагрузок, и где благодаря частичному биологическому разложению образуется так называемая биогенная углекислота, которая нейтрализует избыточную щелочность. При применении технологии с использованием в качестве нейтрализатора СО2 не происходит перекисления сточных вод, характерного для использования соляной кислоты. Можно даже отказаться от использования рН-измерительного электрода для определения количества газообразного СО2.
Так как на предприятиях, специализирующихся на розливе, в летние месяцы выход дымовых газов незначителен и возникают проблемные ситуации, приходится считаться с пиковыми нагрузками, в связи с чем лучше использовать смешивающие и выравнивающие водоемы с частичным биологическим разложением и произвольным образованием биогенной нейтрализирующей углекислоты, тем более что в результате происходит выравнивание температуры и концентраций.
В аэрируемых водоемах с полусуточным циклом, или, предпочтительнее, в выравнивающем водоеме с суточным циклом или недельным циклом нерегулярно сбрасываемые сточные воды выравниваются по объему и содержанию компонентов (рН, температура, уровень загрязненности и др.). Таким образом, уменьшается риск повреждения включенных за ними систем канализации и коллективных очистных сооружений, так что даже небольшая очистная установка загружается равномерно и эксплуатируется эффективнее. С помощью смешивающих и выравнивающих водоемов вследствие сдерживания концентрированных технологических стоков также продолжает существенно снижаться нагрузка на сточные воды в рабочие дни — в частности, за счет процессов в смешивающих и выравнивающих водоемах, перераспределения нагрузки на сточные воды с дневного периода на ночной сброс и перехода на сброс в выходные дни, когда производство не работает.
Кроме того, спонтанно образующиеся окисляющие вещества и частично биологические процессы разложения, как уже было показано, позволяют, в свою очередь, снизить нагрузку на сточные воды, так что очередное увеличение мощностей очистных сооружений обычно становится излишним, и появляется возможность избежать технических рисков даже на очистных сооружениях с ограниченным резервом производительности.
Как следует из сравнения значений концентрации сточных вод после смешивающих и выравнивающих водоемов с частично отличающимися величинами концентраций, установленными инструкциями по водоотведению, превышение которых влечет за собой обязательные дополнительные выплаты, соблюдение требований по утилизации и предварительной подготовке сточных вод позволяет во многих случаях избежать необходимости осуществления выплат за повышенную загрязненность, что позволяет существенно сократить платежи. При этом очевидной предпосылкой для предотвращения таких негативных явлений, как, например, неприятный запах, являются достаточные расчетные параметры по аэрации и рециркуляция, а также правильное планирование. По причинам, названным выше, смешивающие и выравнивающие бассейны в долгосрочной перспективе будут приобретать все большее значение почти на всех предприятиях. Очень полезным качеством небольших смешивающих и выравнивающих бассейнов является возможность корректировки по необходимости или дополнительной нейтрализации сточных вод путем открывания трубопровода с СО2, подсоединенного в байпас к воздухопроводу. В больших выравнивающих водоемах с недельным циклом, а часто уже в водоемах с суточным циклом эта мера часто становится излишней, поскольку для нейтрализации достаточно биологической углекислоты. Водоемы выполняют также защитную функцию, удерживая случайные залповые сбросы опасных жидкостей в сточные воды, таких, например, как моечный щелок, бракованные партии напитка, сами напитки или жидкости вследствие крупных утечек и других технологических растворов. Кроме того, сглаживается действие ингибиторов, которые иначе способны оказать существенное отрицательное влияние на биологические процессы очистки сточных вод.