Спосіб знешкодження ціанідвмісних відходів виноробства

Изобретение относится к области виноделия и может быть использовано при обезвреживании цианидсодержащих отходов, образующи хся при производстве вина. В процессе химических реакций виноматериалов при их склеивании желтой кровяной солью (ЖКС) образуются токсичные цианиды, в частности, цианиды щелочных металлов. Цианиды являются весьма ядовитыми веществами и представляют серьезную опасность для всего живого, в связи с чем проблемы, связанные с их обезвреживанием, являются насущными и требуют поиска новых совершенных путей их разрешения. Известен способ обезвреживания цианидсодержащих отходов виноделия [Кахниашвили І.Д. Разработка технологии комплексной безотходной утилизации винного осадка с цианистым железом. Автореф. дис. на соиск. учен, степени к.т.н. Тбилиси, НИИ садоводства, виноградарства и виноделия Гос. Агропромышленного Комитета ГрССР, 1986], заключающийся в отделении полезных продуктов: спирта-сырца и винно-кислотного сырья от осадка, в составе которого имеется цианид железа. Ионы цианиды (CN-) могут частично переходить в полезные продукты, тем самым создавать серьезную опасность отравления этими продуктами. В способе предусмотрены операции, а именно, экстрагирование полезных продуктов водой при соотношении осадок: экстрагент 1:2 и при условии pH 4,0 - 4,5, температуре не более 25°С, при которых практически исключается попадание ионов цианида в спирт-сырец или в виннокислотный материал. Осадок, оставшийся после экстрагирования, содержит ферроферрицианид, который при окислении перекисью водорода превращается в ферриферрацианид (берлинская лазурь), который представляет собой пигмент-краситель. Однако, способ является технологически достаточно сложным, поскольку требует многочисленных операций, дорогостоящего оборудования, Кроме того, полностью обезвредить цианидсодержащие отходы, т.е. исключить попадание СМ" в др угие продукты, не всегда удается, для большей гарантии требуются дополнительные операции. Известен способ обезвреживания цианидсодержащих отходов винного производства. [Пищевая и перерабатывающая 1 промышленность, 1986, № 5, с. 38 -40], заключающийся о нагревании осадка, в процессе происходит расщепление цианида железа с образованием синильной кислоты (32 -46°С), после указанной операции следует дистилляция, причем в первичный дистиллят для связывания ионов СМ- добавляют гидроксид натрия (или калия) до установления pH 13,5. При этом цианид переходит вследствие гидролиза в формиат натрия (или калия) и образуется аммиак. Формиат натрия (или кали») остается в кубовом остатке, а для удаления аммиака при вторичной дистилляции в отгон добавляют высококислотные катиониты, например, КУ-2 в водородной форме. В результате осуществления настоящего способа цианидсодержащие отходы виноделия разделяют на спирт-сырец, винную кислоту, а цианиды, накопившиеся в кубовом остатке, направляют в химическое производство для дальнейшей переработки. Однако, аппаратурно-технологическая схема, включающая в себя много элементов, в частности приемный бассейн, насосы, дистилляционные кубы, пеногасители, холодильники, сборники, ионнообменник, фильтры и т.д., является весьма сложной и требует значительных трудовы х и экономических затрат. Указанные причины ограничивают применение настоящего способа в широком масштабе. Наиболее близким к заявляемому способу обезвреживания цианидсодержащих отходов виноделия является широко распространенный в настоящее время способ, представленный в "Сборнике технологических инструкций, правил и нормативных материалов по винодельческой промышленности". М., Агропромиздат, 1985 г. Способ-прототип заключается в отделении цианидсодержащего осадка от виноматериала, например, посредством отсасывания жидкости, либо отпрессования осадка, после чего его перевозят в заранее определенные места, где производят его захоронение посредртвом перенесения в почву или другими словами посредством закапывания. Осадок, подвергаемый обезвреживанию в общем варианте представляет собой бентонит, на котором адсорбированы цианиды, образованные после добавления к виноматериалам ЖКС, и некоторые другие продукты. И хотя способ-прототип прост в осуществлении, не требует аппаратурного оформления, многочисленных операций, как это имеет место в ранее описанных способах, он обладает рядом существенных недостатков. Способ связан со значительными трудовыми и транспортными затратами. Кроме того, найти удобные безопасные места для захоронения цианидсодержащих отходов становится все труднее, поскольку количество отходов все более увеличивается. В связи с указанными причинами и с токсичностью отходов непредсказуемо возникает опасность загрязнения окружающей среды, что и представляет основной недостаток способа. В основу настоящего изобретения положена задача путем создания условий для предотвращения опасности загрязнения окружающей среды создать более экономически выгодный и более эффективный способ обезвреживания цианидсодержащих отходов виноделия. Поставленная задача достигается тем, что в способе обезвреживания цианидсодержащих отходов виноделия, заключающемся в отделении осадка от виноматериала и перенесении его в почву, согласно изобретению, отделенный от виноматериала осадок разбавляют водой в соотношении 1:17 - 18, после чего полученной жидкой массой обрабатывают почву в расчете 10-20 т/га и высевают на нее клевер или люцерну. Авторами настоящего изобретения определена возможность использования некоторых сельскохозяйственных культур для детоксикации цианидсодержащих отходов виноделия. Такими культурами, как было определено авторами, являются зернобобовые культуры - клевер или люцерна. Совокупность указанной возможности и остальных операций заявляемого способа позволила полностью разлагать токсичные цианиды, содержащиеся в отходах виноделия, на безвредные аммиак и углекислоту. По всей видимости, по мнению автора, такое разложение возможно вследствие жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий, присущих клеверу и люцерне. При определении оптимальных условий осуществления заявляемого способа исходили из того, что цианиды неравномерно адсорбированы на бентоните, поэтому необходимо подобрать такое разбавление осадка водой, чтобы все цианиды могли быть полностью вымыты из бентонита. В табл. 1 представлены данные исследований по извлечению цианидов из осадка в результате многократного разбавления. О результатах исследования судили по количеству цианида в осадке из расчета на сухое ве щество. Результаты, представленные в табл. 1, свидетельствуют в том, что оптимальным разбавлением является разбавление в соотношении (осадок: вода) 1:17 - 18. В случае меньшего разбавления не весь цианид перейдет в раствор, а в случае большего - будут иметь место непроизводительные затраты. При определении нормы полива почвы, приготовленной под посев клевера или люцерны, полученной жидкой массой руководствовались двумя показателями, с одной стороны, весь цианид, находящийся в растворе и поступивший в почву, должен быть превращен под влиянием азотфиксирующи х бактерий указанных культур в аммиак и углекислоту, а, с др угой стороны, в сложившихся условия х эти к ультуры не должны снизить урожайность. Опыты проводились при стандартной норме высева для региона 15 кг/га. В табл. 2 представлены результаты исследований, направленных на определение оптимальной нормы полива почвы перед высевом не нее клевера или люцерны. Данные табл.2 позволяют заключить, что оптимальной нормой полива почвы жидкой массой, полученной при разбавлении осадка водой, перед высевом на нее клевера или люцерны является 10-20 т/га. И хотя при более высокой норме полива (23 т/га) цианид отсутствуе т чсак в почве после сбора урожая, так и в массе собранной травы, что свидетельствуе т о полной детоксикации цианидсодержащих отходов виноделия, урожайность опытной культуры максимальная при норме полива 10-20 т/ га. Кроме того, результаты, представленные в табл. 2, свидетельствуют о том, что после обработки почвы перед посевом опытной культуры - клевера или люцерны - заметно возрастает их урожайность по сравнению с контрольным опытом, что, па всей видимости, связано с положительным влиянием углекислоты и аммиака и возможно со структурирующим действием на почву бентонита. Дальнейшее разбавление осадков не вызывает роста урожайности, поскольку количество цианида в растворе не увеличивается и положительное влияние углекислоты и аммиака остается на прежнем уровне. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Из отходов виноделия, полученных на стадии обработки виноматериала ЖКС и представляющих собой сложную смесь твердых, жидких, илистых фракций, отделяющих осадок, например, методом "сифона", затем полученный осадок разбавляют водой в оптимальном соотношении осадок: вода, равном 1:17 - 18, после этого полученной жидкой массой обрабатывают земли, приготовленные под посев клевера и люцерны. Нормы полива выдерживают на уровне 10-20 т/га. После обработки почвы на нее высевают клевер или люцерну. Настоящее изобретение поясняется примерами конкретного выполнения. Пример 1. От цианидсодержащих отходов, полученных при производстве белого вина, методом "Сифона" отделяли осадок, который разбавляли водой в соотношении 1:17. Поле под опыт готовили следующим образом: после уборки трав провели лущение дисковыми лущильниками, затем произвели вспашку. Жидкую массу, полученную после разбавления осадка, выносили по пахоте машиной РЖТ-10 с трактором Т-150 К. Внесение жидкой массы было произведено из расчета 10 т/га. На обработанную таким образом почву высеяли клевер (норма высева 20 кг/га), посев был осуществлен 9 августа 1990 года. Массовые всходы трав были отмечены 5 сентября 1990 года. Урожай клевера был получен 16 ноября 1990 года. Анализ почвы из пахотной зоны после сбора трав, показал, что цианиды отсутствуют, анализ сырой высушенной массы клевера также дал отрицательный результат на цианид. Урожай клевера составил 69 ц/га. Пример 2. От цианидсодержащих отходов, образовавшихся при производстве красного «вина, посредством отпрессования отделяли осадок, который разбавили водой в соотношении 1:18. Полученную жидкую массу вносили по пахоте на поле, приготовленное по примеру 1, в количестве 15 т/га. На обработанную таким образом почву высеяли люцерну в соответствии со стандартной нормой высева для данного региона-15 кг/га. Посев был осуществлен в начале августа, сбор урожая осуществлен во второй половине ноября. Анализ почвы из пахотной зоны после сбора трав и анализ сухой и сырой масс собранной люцерны дали отрицательный результат на присутствие цианида. Урожай люцерны составил 72,6 ц/га. Пример 3. От цианидсодержащих отходов, получены при производстве красного вина, посредством "сифона" отделяли осадок, который затем разбавляли водой в соотношении 1:17,5. Полученную жидкую массу вносили по пахоте на поле, приготовленное по примеру 1, в количестве 20 т/га, затем на эту почву высевали клевер (норма высева 20 кг/га). Посев был осуществлен в начале августа, сбор урожая осуществили во второй половине ноября. Анализ почвы из пахотной зоны после сбора трав и анализ сухой и сырой масс собранного клевера дали отрицательный результат на присутствие цианида. Таким образом, заявляемое техническое решение в отличие от способа-прототипа позволяет за счет процессов жизнедеятельности клевера и люцерны полностью разрушить цианидсодержащие компоненты отходов виноделия, превратив их в безопасные для окружающей среды аммиак и углекислоту. Заявляемый способ при этом прост в осуществлении, не требует больших те хнических и трудо вых ресурсов. Кроме того, дополнительным и весьма существенным эффектом от предлагаемого изобретения является повышение на 21 -27% урожайности клевера или люцерны на почвах, обработанных жидкой массой, полученной на основе цианидсодержащих отходов виноделия. Этот эффект, по всей видимости, возникает за счет совместного влияния стимулирующего действия аммиака и углекислоты на рост растения и структурирующего влияния по почву бентонита.