Глава 12. ВОДОПРОВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННОЕ ХОЗЯЙСТВО ВИНОДЕЛЬЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
Бобров О. Г, кандидат биологических наук.
Техническое обеспечение высокой культуры в использовании воды для промышленных нужд, в том числе организация бессточных и безотходных процессов и производств — важнейший аспект проблемы охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения.
К числу основных положений инженерной защиты водных ресурсов применительно к винодельческим производствам относятся научно обоснованное нормирование водопотребления и водоотведения, установление четких требований к качеству используемой воды, уменьшение загрязнения сточных вод за счет совершенствования технологических процессов основного производства, водопроводно-канализационного оборудования и схем водопользования
Нормы водопотребления и водоотведения.
Нормой водопотребления и водоотведения называется плановая величина, определяющая максимально допустимое количество воды, необходимое для выработки единицы готовой продукции или полупродукта, установленного стандартом вида и качества из сырья определенного состава и качества, и количества отводимых при этом сточных вод.
По масштабам применения нормы делятся на отраслевые и заводские.
Отраслевые (или типовые) нормы водопотребления и водоотведения разрабатываются отраслевыми научно-исследовательскими и проектными учреждениями на основе достижений науки и техники, организационно-технических особенностей выработки продукции, других ведомственных задач. Отраслевые нормы устанавливаются с момента их утверждения отраслевым органом управления и действуют, как правило, до изменения условий производства, влияющих на значение норм.
Заводские (или индивидуальные) нормы водопотребления и водоотведения разрабатываются специалистами отраслевого научно-исследовательского и проектного учреждения, предприятия с учетом особенностей производства (климатические условия местности, особенности технологии, состояние используемого оборудования, его марок и мощностей, качества воды, оборудования и систем для водоподготовки и канализования, качество сырья и т. д.). Любое изменение технологии производства, условий водоснабжения, связанное с изменением водного режима, требует корректировки норм водопользования. Заводские нормы предназначены для установления предприятию лимитов отпуска воды и сброса сточных вод, контроля за использованием воды. “ По структуре нормы делятся на два вида: укрупненные и пооперационнотехнологические.
Укрупненные нормы устанавливают максимально допустимый расход воды (оборотной, свежей и др.), необходимый для выработки единицы продукции (переработка единицы сырья), количество сточных вод, безвозвратный расход и т. д. с учетом всех операций, необходимых для выпуска продукции.
Пооперационнотехнологические нормы устанавливают максимально допустимый расход воды, необходимый для выполнения определенной операции (этапа) технологического процесса и количество отводимых сточных вод. Технологические нормы определяются в основном по продуктовым технологическим и теплотехническим расчетам с учетом паспортных данных используемого оборудования.
Нормы водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды определяются в зависимости от численности работников, площади убираемых помещений и поливаемой территории по СНиП “Водоснабжение и канализация” и пересчитываются на объем вырабатываемой продукции или перерабатываемого сырья. Потребность воды на пожаротушение в нормы водопотребления не включается.
При разработке всех норм водопотребления и водоотведения используются три метода нормирования: расчетный, экспериментальный и статистический.
Расчетный метод.
Установление нормы водопользования расчетным методом осуществляется при условии, что оборудование работает в максимально допустимом режиме технологического процесса. Все потери воды учитываются в соответствии с утвержденными нормативами и технологическими расчетами безвозвратных потерь на конкретных этапах производства. Расчетный метод является основным для установления технологически и экономически обоснованных норм.
Экспериментальный метод.
Разработка норм осуществляется в лабораторных и производственных условиях по данным замеров расхода воды на ту или иную операцию, потерь расходов, на другие нужды. Работа проводится по методике, разработанной и утвержденной в установленном порядке. При нормировании с использованием экспериментальных данных необходимо проводить всесторонний анализ резервов экономии воды при применении передовых приемов и методов эксплуатации оборудования, ведения технологического процесса.
Статистический метод.
Установление нормы водопользования по этому методу производится на основе отчетных данных о расходе воды и количестве сточных вод за прошедшие годы (месяцы) с учетом возможных изменений в планируемый период. Нормы, устанавливаемые опытным путем и статистическим методом, должны быть среднепрогрессивными.
Среднепрогрессивная норма расхода воды и количества образующихся сточных вод получается в результате деления суммы показателей замеров, величины которых имеют отклонения от среднеарифметического показателя не более среднеквадратичного, на количество таких показателей. 
При разработке норм должен соблюдаться принцип материального баланса; очень важно правильно и полно определить все источники поступления воды и ее убыли, направления использования, дать количественную оценку по всем статьям прихода и расхода воды. Ответственность за правильность установленных норм и их соблюдение независимо от того, кем они разработаны, лежит на техническом руководителе (главном инженере) предприятия.
Схема водоснабжения, качество воды.
На винодельческих предприятиях используется вода, отвечающая ГОСТ 2874-82. Источник водоснабжения — городской водопровод или артезианские скважины. Применяется прямоточная схема водоснабжения с последовательным и оборотным использованием воды. При оборотном использовании воды вода многократно используется на одной и той же технологической операции (аппарате), процессе.
При прямоточной схеме водоснабжения вся вода после одноразового ее использования в производстве поступает на очистные сооружения и после очистки выпускается в водоем или выводится в другую систему водоснабжения (например, для подпитки оборотной системы).
Основным недостатком прямоточной схемы является необходимость обеспечивать свежей водой всех потребителей этой системы, большое количество сточных вод, равное водопотребление, без учета безвозвратного расхода и потерь.
При последовательном использовании воды снижение общего потребления воды достигается за счет использования ранее отработанных вод в других аппаратах или процессах. Вода перед подачей на последующую операцию может предварительно подвергаться обработке (обеззараживанию, удалению грубых примесей). На винзаводах последовательно (повторно) используется горячая вода, выходящая из холодильников и дефлегматоров брагоперегонных аппаратов для извлечения сахаров и винно-кислых соединений из сладких выжимок в экстракторах непрерывного действия, для разведения дрожжевых осадков и раскисленной барды.
При оборотном использовании отработанную воду после очистки (охлаждения) или без обработки вновь используют на тех же операциях. В зависимости от технологического режима оборотной системы вода в ней может изменять свое агрегатное состояние (пар, жидкость). По конструктивным признакам оборотное водоснабжение может быть одно- и многоконтурным.
На винзаводах оборотное водоснабжение предусмотрено для охлаждения компрессоров и конденсаторов холодильных установок, охлаждения сусла в аппаратах непрерывного сбраживания, тепловой обработки виноматериалов, охлаждения циркуляционной воды в системах кондиционирования воздуха, возврата конденсата греющего пара.
Принципиальные схемы водоснабжения и канализации заводов первичного и вторичного виноделия, требования к качеству воды, используемой в системах повторного и оборотного водоснабжения на винзаводах приводятся согласно действующим нормам (“Нормы водопотребления и водоотведения и требования к качеству воды с учетом совершенных технологических процессов по видам производств в виноградной промышленности”. Утв. Минпищепромом СССР 8.04.75 г.). Ниже приводятся требования к качеству воды, используемой на винзаводах в системах повторного и оборотного водоснабжения.
Биогенные элементы в пересчете на Р2О5 и Ν2, мг/дм3 0,5—1,0.
Оборотная вода должна быть термостабильной. Для обеспечения термостабильности при многократном нагреве и охлаждении до первоначальной температуры она должна выделять карбоната кальция (СаСО3) и других солей не более 0,25 г/м2ч или образовывать слой в 0,08 мм/мес. в теплообменных аппаратах и трубопроводах. Жестко регламентируется содержание в воде органических веществ и биогенных элементов, являющихся основной причиной биообрастания аппаратов и трубопроводов.
Вода, поступающая на бутылкомоечные машины, должна иметь жесткость не более 3 моль/дм3. Для купажа коньяков готовится вода с жесткостью не более 0,36 моль/дм3. Разрешается использовать природную мягкую воду с жесткостью до 1,0 моль/дм3.
Водоснабжение и канализация заводов первичного виноделия.
Основное количество воды (60—70%) расходуется на технологические нужды.
На заводах первичного виноделия основным потребителем воды является цех переработки вторичных продуктов. Здесь вода используется в качестве экстрагирующей жидкости при извлечении сахаров и винно-кислых соединений из виноградных выжимок; для разведения дрожжевых осадков перед перегонкой; для раскисления барды; в дефлегматорах и холодильниках брагоперегонных и брагоректификационных аппаратов; для перегонки бражки и спирта-сырца.
На заводах первичного и вторичного виноделия промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды должны иметь раздельную систему канализования.
Сточные воды заводов первичного виноделия относятся к наиболее загрязненным в пищевой промышленности. Наиболее токсичными являются стоки производств по переработке вторичных продуктов виноделия. Они представляют собой многокомпонентные гетерогенные системы с резким колебанием качественного и количественного составов в течение суток, сезона, года. Так, в сезон виноделия в сточных водах содержатся остатки мякоти и кожицы виноградной ягоды, сусло и гущевые осадки. Они имеют кислую реакцию, содержат белки, редуцирующие сахара, органические кислоты, аминокислоты, биополимеры, фенольные вещества.
Во внесезонный период при мойке емкостей в сточные воды могут попадать остатки вина, гущевых, дрожжевых и клеевых осадков, содержащих желатин, бентонит, желтую кровяную соль (ЖКС), фенольные вещества.
Сточные воды заводов первичного виноделия имеют следующие показатели.
Водоснабжение и канализация заводов вторичного виноделия.
На заводах вторичного виноделия основными потребителями воды являются бутылкомоечные машины (до 40%) , брагоперегонные и брагоректификационные аппараты (до 35%), при мойке емкостей и выработке горячей воды и пара (до 20%), обработке винопродуктов теплом и холодом (5—10%).
Сточные воды заводов вторичного виноделия загрязнены в меньшей степени, чем первичного. Они образуются в основном при мойке посуды и уборке помещений. На степень их загрязнения оказывают влияние прессованные клеевые осадки, остатки вина, остатки бумаги и другие загрязнения со стоков бутылкомоечных машин. Сточные воды имеют слабощелочную реакцию, содержат соду, щелочь, этанол, фенольные вещества и продукты их поликонденсации. Ниже приводится их состав (Справочник по виноделию, М., Агропромиздат, 1985):
Из заводов вторичного виноделия наиболее высококонцентрированными и токсичными водами обладают коньячные производства. Эти стоки содержат значительные количества органических кислот, сахаров, полифенолов и т. д., образующихся при дистилляции барды (коньячной). Сточные воды коньячных заводов имеют следующие показатели:
Сточные воды ливневой канализации.
При выпадании атмосферных осадков ливневые воды с промышленных площадок должны отводиться по системе ливневой канализации в отстойники-накопители, после отстаивания использоваться для полива зеленых насаждений предприятия.
Осадки сточных вод. Осадки сточных вод образуются в отстойниках. Количество образующихся осадков не превышает 1% от общего количества сточных вод. Осадки содержат 85— 90% органических веществ хорошо окисляемых гетеротрофными микроорганизмами воды и почвы.
Осадки, содержащие ЖКС и ее соединения, собираются отдельно, могут использоваться при производстве строительных материалов в качестве красителя (берлинская лазурь) или получения пигмента, в дорожном строительстве.
