Стоки винодельни: залповый поток, кислый pH и роль усреднителя

Сток винодельни — это почти целиком промывная вода, и ведёт он себя не как городской сток, а как несколько недель непрерывных залпов с провалом на остальной год. Схема, рассчитанная по среднему расходу, в сезон переработки не работает: её накрывает и по объёму, и по органике, и по pH. Разберём, из чего складывается этот сток и в каком порядке его разбирают на узлы.

Календарь урожая важнее суточного графика

Вне сезона винзавод даёт немного: хозяйственно-бытовой сток, мойку бочек и тары, уборку помещений. В переработку картина меняется за неделю. Моют приёмный бункер, гребнеотделитель, пресс, шланги, насосы и танки — и каждая мойка заканчивается сбросом всего объёма контура в приямок разом.

Отсюда две величины, которые нужно знать раздельно и которые в винодельне расходятся сильнее, чем на любом другом пищевом производстве: расход в сезон и расход вне сезона. Оборудование, подобранное по годовому среднему, в сентябре-октябре захлебнётся. Оборудование, подобранное по секундному максимуму залпа, будет огромным и десять месяцев простоит без нагрузки — а биологическая ступень простой переносит плохо.

Есть и третья особенность: перерывы. Между залпами очистные могут стоять часами, а потом получить всё сразу. Ровный расход на входе приходится создавать искусственно.

Что именно уходит в сток

Состав промывных вод меняется по ходу сезона, и каждая фаза даёт свою нагрузку.

• ✓Приёмка и дробление. Смыв сока, мезги, обрывков кожицы и гребней. Много взвеси, крупные включения.
• ✓Прессование. Промывные воды с остатками сусла — концентрированные, с высоким содержанием сахаров.
• ✓Брожение и перекачки. Смыв остатков сусла и вина, дрожжевые осадки со дна танков, вода от мойки шлангов и насосов.
• ✓Снятие с осадка и фильтрация. Дрожжевой осадок, кизельгур или другие вспомогательные материалы, если они применяются.
• ✓Мойка ёмкостей. Растворённый винный камень после щелочной стадии CIP и минеральные соли после кислотной.
• ✓Розлив. Ополаскивание бутылок и оборотной тары, смыв с линии.

Органика в таком стоке легкоокисляемая — сахара, спирт, органические кислоты, — и биологическая ступень её принимает охотно. Но азота и фосфора в ней мало относительно углерода, поэтому биологию приходится подкармливать, а не только разгружать по органике. Взвесь тоже неоднородна: часть оседает быстро, часть — дрожжевая муть — держится в объёме долго.

Крупные включения в сток пускать не надо вовсе. Гребни, выжимки и отжатая мезга — это отход производства, который снимают механически на решётке или сите и вывозят отдельно; в Грузии выжимки обычно уходят на дистилляцию. Всё, что не попало в канализацию, не придётся из неё доставать. На площадках с квеври к списку добавляется мойка сосудов: в сток идут осадок со дна и известковая взвесь с наружной обмазки.

pH: сток кислый, а после CIP — щелочной

Промывные воды с остатками сусла и вина кислые: их подкисляют винная, яблочная и молочная кислоты, а на молодом вине ещё и остаточный диоксид серы. Стоки после щелочной стадии CIP — наоборот, щелочные, и приходят они в тот же приямок в ту же смену.

Результат — не «кислый сток», а сток, который качается между кислым и щелочным в пределах суток. Для очистных это хуже стабильного смещения в любую сторону: биология не успевает адаптироваться, коагулянт работает не в своей зоне, а бетон и обычная углеродистая сталь получают переменную нагрузку.

Нейтрализация здесь обязательная ступень, и делается она автоматически по датчику pH, двумя реагентами — кислотой и щёлочью, каждый со своей станцией дозирования. Станция собирает насос-дозатор, ёмкость и обвязку в один агрегат: ряд идёт от бака 60 л с присоединением dn15 до бака 200 л с dn50, питание 220 В. Исполнения с цифровым насосом (HG30) позволяют задавать дозу и режим с панели, аналоговые (HP30) настраиваются регулятором — для работы по сигналу pH-метра берут цифровые.

Про пределы сброса стоит сказать прямо: их назначает водоканал или местный регулятор, и в разрешении на сброс они свои для каждой площадки. Прежде чем считать схему, эти цифры нужно получить на руки — от них зависит, хватит ли механической очистки с нейтрализацией или потребуется биологическая ступень.

Усреднитель — не опция, а основа схемы

Усреднитель на винодельне решает сразу три задачи, которые больше решать нечем.

• ✓Сглаживает залпы. Собирает сброс мойки целиком и отдаёт его на очистку ровным расходом, который держит насос.
• ✓Смешивает потоки. Кислые промывные воды и щелочные стоки CIP частично нейтрализуют друг друга ещё до дозирования реагентов — расход кислоты и щёлочи падает.
• ✓Выравнивает концентрацию. Крепкие промывные воды после пресса разбавляются водой от мойки полов и розлива, и последующие узлы не получают удар по органике.

Объём считают по суточному графику сезона, а не по среднему расходу: усреднитель должен принять пик и отдать его за сутки. Внутри нужно перемешивание — иначе взвесь осядет, а органика в осадке начнёт закисать за несколько часов, добавляя к стоку запах и кислоту. По той же причине в усреднителе часто ставят аэрацию.

Экономический смысл прост: усреднитель — самая дешёвая ёмкость в схеме, и он позволяет взять следующие узлы на расход, а не на залп. Ламельный отстойник на 10 м³/ч заметно дешевле и компактнее аппарата, рассчитанного на мгновенный пик мойки.

Осветление: отстойник, флотатор и осадок

После нейтрализации сток осветляют. Два основных аппарата решают разные части задачи.

Для винодельческого стока, где основная нагрузка — оседающая взвесь и хлопья после коагуляции, ламельный отстойник обычно и есть рабочий выбор. Наклонный пакет многократно увеличивает площадь осаждения при той же площади в плане, поэтому аппарат занимает меньше места, чем классический горизонтальный отстойник: HLLC-10 на 10 м³/ч — это габарит Ø2150×3500 мм. Флотатор берут, когда в стоке есть лёгкая, плохо оседающая фракция, или когда нужно снять нагрузку с биологической ступени перед сбросом; у него встроены камеры коагуляции и флокуляции и бак осветлённой воды, а корпус выпускается в том числе из нержавеющей стали 304 и 316L — для кислых сред это существенно.

Осадок в обоих случаях остаётся, и его объём в сезон заметный: винный сток даёт много органической взвеси. Шламовый бункер отстойника нужно опорожнять по графику, а не по факту переполнения — слежавшийся органический осадок закисает. Дальше осадок обезвоживают, чтобы вывозить не воду: механическое обезвоживание сокращает объём в разы и превращает шлам в транспортабельный кек.

Что дальше

Соберите четыре вещи. Первое — разрешение на сброс с площадки и перечень показателей, которые в нём контролируются. Второе — расход раздельно: в сезон переработки и вне его, плюс объём разового сброса мойки танка. Третье — длительность сезона в неделях. Четвёртое — анализ стока в разгар переработки, а не в межсезонье: анализ спокойного месяца покажет цифры, которых на очистных не будет никогда.

С этими данными можно смотреть каталог: ламельные отстойники закрывают осветление после нейтрализации, флотаторы DAF — сток с лёгкой фракцией и повышенной органикой, станции дозирования нужны для реагентной части в любой из схем. Начинать проектирование лучше с усреднителя: он определит расход, на который считаются все остальные узлы.