Tratamentul apelor reziduale in sectoare in industria alimentara

Acest capitol furnizeaza informatii despre directiile managementului apelor uzate pentru subsectoarele si categorii individuale din cadrul acestor subsectoare. Doar cele considerate ca avind o prioritate deosebita  vor fi descrise in aceasta lucrare.

Prelucrarea carnii

Tratamentul pentru deversarea in sistemul de canalizare

Pentru instalatile din acest subsector, strecurarea este esentiala pentru indepartarea solidelor mari. Ecranele statice sunt curatate de mai multe ori pe zi pentru a indeparta depunerile. Sunt de preferat ecranele cu auto-curatare, altfel trebuie facuta o curatare chimica obisnuita pentru dizolvarea depozitelor de grasimi. Tot pentru curatare se recomanda apa fierbinte in vederea reducerii depozitelor de grasime. Totusi, acestea se pot resolidifica mai departe in sistem. Prin urmare, grasimile si unsorile trebuie captate aproape de sursa. 

Prin natura proceselor, regimul de indepartare prin spalare si lucrul in ture, este necesara echilibrarea debitului si a incarcaturii. Trebuie avute in vedere amestecarea si aerarea corespunzatoare. Formarea spumei pe suprafata rezervorului de echilibrare este redusa la minim si, acolo unde este necesar, se vor aplica masuri de indepartare a spumei. In mod obisnuit, un rezervor de echilibrare are un timp de retentie cuprins intre 6 - 12 ore.  

Taxele comerciale crescute ale efluentului va determina costul efectiv pentru majoritatea instalatiilor din IPPC ca sa efectueze unele forme de tratament primar. Flotatia aerului dizolvat este folosita pe scara larga in acest subsector pentru indepartarea grasimilor si uleiurilor si a solidelor in suspensie. In general, materialul separat poate fi refolosit ca hrana pentru animale daca au fost alesi coagulatii si floculantii potriviti.

In unele cazuri, deversarea la canalizare se poate face in avalul unui proces de flotatie cu aer dizolvat, in functie de eficienta procesului si de lucrarile de tratament din canalizarea colectoare. In acest caz operatorii trebuie sa permita unei strategii de accident in caz de avarie a procesului de flotatie cu aer dizolvat sau a procesului de conditionare chimica asociat cu acesta, de ex. un rezervor de deviere.

Dupa tratamentul primar, poate fi nevoie si de alte stadii, fie pentru a atinge calitatea ceruta a efluentului sau pentru a reduce la minim taxele comerciale ale efluentului. Pentru cursurile de ape uzate cu concentratia BOD mai mare de 1000 - 1500 mg/l poate fi aluat in considerare procesul de tratament anaerob. Daca se utilizeaza o tehnica anaeroba, operatorii trebuie sa se asigure ca uleiurile si grasimile nu vor atinge reactorul anaerob, la fel ca si nici un tip de bioacid sa nu ajunga in acest stadiu al procesului. Efluentul final din procesul anaerob ar putea fi deversat direct in canalizare, dupa aerarea rapida.

Pentru cursuri de ape uzate cu concentratie scazuta tratamentul aerob este optiunea preferata, cu conditia ca raporturile necesare BOD:N:P sa fie realizate. Sistemele conventional cu sediment activat au fost folosite pentru astfel de cursuri de ape uzate, si (acolo unde permite economia) ar putea de asemenea fi aplicabile variantele cu sediment activat (oxigen pur, SBR, MBR). Reactoarele aerobe hibride, precum filtrele aerate biologice scufundate, cistiga tot mai multa popularitate in acest domeniu. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Tratamentul pentru deversarea in cursuri de ape sau pentru reciclare

Pentru deversari in cursuri de ape, sau pentru tratarea efluentului pina la o calitate adecvata refolosirii, sunt necesare stadii ulterioare de tratament.

Pentru apele uzate cu concentratie ridicata care au trecut printr-o instalatie de tratare anaeroba este necesara trecerea ulterioara printr-o instalatie aeroba. In mod obisnuit, reactoarele anaerobe sunt urmate de sisteme conventionale cu sediment activat pentru tratamentul ulterior. Un sistem biologic in doua stadii (anaerob urmat de unul aerob), daca este proiectat corect, determina o caliate e efluentului corespunzatoare pentru deversarea intr-un curs de apa. Daca solidele in suspensie au o concentratie redusa, este necesar un sistem tertiar de macrofiltrare (filtru de nisip).

Tratamentul tertiar succesiv este necesar pentru reciclarea unei parti sau a in totalitate a efluentului final. Data fiind natura apelor reziduale sunt necesare filtre GAC si/sau microfiltrare prin cursul de apa. Daca apa reciclata este folosita in zone igienice se recomanda si dezinfectia. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Figura 4.43 arata schema obisnuita a procesului tehnologic pentru tratarea efluentului aplicabila apelor reziduale de la prelucrarea carnii si puilor.

Tratament tertiar

Figura 4.43: Schema procesului tehnologic al tratamentului apelor reziduale rezultate la prelucrarea carnii si puilor.

[13, Agentia de Mediu (UK), 2000]

Prelucrarea pestelui

Pentru completare folositi informatii din [Nordic # 28] si [27, Austermann-Haun, 2000]

Prelucrarea legumelor si fructelor

Segregarea

In general, este de dorit segregarea cursurilor de apa uzata conform compozitiei lor, totusi poate fi nerentabila din punct de vedere economic segregarea cursurilor mici, izolate. Apa care a fost folosita doar pentru spalarea produselor are niveluri scazute de BOD si ar trebui sa fie mai degraba strecurata pentru indepartarea solidelor decit sa primeasca un tratament complet. Acelasi lucru se aplica si pentru apa din frigiderele decongelate. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Tratamentul pentru deversarea in canalizare

Pot fi luate in considerare urmatoarele procese [13, Agentia de Mediu (UK), 2000]:

Strecurarea pentru indepartarea solidelor mari este esentiala pentru instalatiile din acest sector.

Ecranele statice sunt curatate de mai multe ori pe zi pentru a indeparta depunerile. Sunt de preferat ecranele cu auto-curatare.

Prin natura proceselor, regimul de indepartare prin spalare si lucrul in ture, este necesara echilibrarea debitului si a incarcaturii. Trebuie avute in vedere amestecarea si aerarea corespunzatoare. In mod obisnuit, un rezervor de echilibrare are un timp de retentie cuprins intre 6 - 12 ore.  

Taxele comerciale crescute ale efluentului va determina costul efectiv pentru majoritatea instalatiilor din IPPC ca sa efectueze unele forme de tratament primar. Cursurile de ape reziduale rezultate din prelucrarea fructelor si legumelor conduc la depunere, contrar flotatiei. Flotatia aerului dizolvat este aplicabila la acele ape reziduale cu niveluri apreciabile de uleiuri si grasimi.

Apele reziduale de natura coloidala vor avea nevoie de conditionare chimica pentru a facilita decantarea in stadiul primar.

Instalatiile cu un grad ridicat de amidon in apele reziduale (procesarea amidonului din cartof) vor beneficia de recuperarea amidonului. In mod obisnuit, acest lucru se face prin centrifugare, fara adaugare de chimicale.

In unele cazuri, deversarea la canalizare se poate face in avalul unui proces de flotatie cu aer dizolvat, in functie de lucrarile de tratament din canalizarea colectoare.

Dupa tratamentul primar, poate fi nevoie si de alte stadii, fie pentru a atinge calitatea ceruta a efluentului sau pentru a reduce la minim taxele comerciale ale efluentului. Pentru cursurile de ape uzate cu concentratia BOD mai mare de 1000 - 1500 mg/l pot fi luate in considerare procesele de tratament anaerob. Tratamentul anaerob a fost aplicat in UK la diferite dispozitive de prelucrare a cartofilor. Daca se utilizeaza o tehnica anaeroba, operatorii trebuie sa se asigure ca uleiurile si grasimile nu vor atinge reactorul anaerob, la fel ca si nici un tip de bioacid sa nu ajunga in acest stadiu al procesului. Efluentul final din procesul anaerob ar putea fi deversat direct in canalizare, dupa aerarea rapida.

Apele reziduale de la prelucrarea fructelor si legumelor sunt deseori deficitare in azot si forfor si vor necesita suplimentari ale acestor nutrienti pentru a sustine o activitate biologica corespunzatoare.

Pentru cursuri de ape uzate cu concentratie scazuta tratamentul aerob este optiunea preferata. Sistemele conventional cu sediment activat au fost folosite pentru astfel de cursuri de ape reziduale, si reactoarele aerobe hibride, precum filtrele aerate biologice scufundate au fost folosite in acest sector. Pot fi luate in considerare forme avansate de sediment activat (oxigen pur, SBR, MBR) daca spatiul este suficient si economia permite acest lucru.

Tratamentul pentru deversare in cursuri de apa sau pentru reciclare

Pentru deversari in cursuri de ape, sau pentru tratarea efluentului pina la o calitate adecvata refolosirii, sunt necesare stadii ulterioare de tratament.

Tratamentul tertiar succesiv este necesar pentru reciclarea unei parti sau a in totalitate a efluentului final. Data fiind natura apelor reziduale sunt necesare filtre GAC si/sau microfiltrare prin cursul de apa. Daca apa reciclata este folosita in zone igienice se recomanda si dezinfectia.

Reciclare

Figura 4.44: Schema procesului tehnologic al tratamentului pentru prelucrarea fructelor si legumelor.

[Agentia de Mediu, UK, 2000 #13]

Figura 4.44 arata o schema tipica pentru procesul tehnologic de tratare a efluentului aplicabil apelor reziduale rezultate din prelucrarea fructelor si legumelor.

Industria prelucrarii cartofului

Desi constituentii organici din apele reziduale rezultate din industria prelucrarii cartofului sunt rapid biodegradabili, pot aparea probleme in timpul tratarii apelor reziduale. Acestea se datoreaza in mare parte urmatorilor factori: [65, Germania, 2002]

incarcaturi poluante care fluctueaza substantial in cursul zilei, saptaminii, anului

concentratii foarte ridicare de impuritati

compozitia inegala a apei reziduale (preponderenta carbohidratilor si uneori furnizare dezechilibrata de nutrient mineral)

prezenta substantelor producatoare de spuma (proteine)

risc de formare a depozitelor de sediment

temperatura de producere a apelor reziduale depaseste uneori 35 - 40sC, ceea ce face necesara utilizarea racitoarelor de evaporare

initierea rapida a procesului de fermentatie anaeroba poate produce mirosuri neplacute. Mai mult decit atit, acizii prezenti in timpul proceselor de fermentatie pot reduce pH-ul pina la 4 - 4,5. Aceasta acidifiere are loc intr-un interval de 2 ore.

In sistemele de tratare anaeroba/aeroba trebuie analizat daca, din perspectiva incarcaturii N tot, este posibila tratarea intregii productii de ape reziduale sau doar a unui sub-curs pentru a fi siguri ca stadiul aerobic are inca suficient carbon pentru eliminarea azotului. Daca s-a tinut cont de consideratiile de mai sus, este sigur ca se pot utiliza procese biologice pentru curatarea apelor reziduale cu concentratii ridicate rezultate din dispozitivele de prelucrare a cartofului.

Tehnici de drenaj si tratarea efluentului avute in vedere pentru industria

prelucrarii fructelor si legumelor

[31, An Derden, 2001]

	Tehnica	Comentarii
	Mentinerea unui registru al efluentului
	Potrivirea marimii instalatiei de tratare a efluentului cu cantitatea de efluent de tratat
	Colectarea si transportul separat al efluentului industrial
	Colectarea si transportul separat al apei din toalete si bazine
	Colectarea si transportul separat al apei de ploaie
	Productie extinsa cu apa intens poluata (materii organice, pH, etc.)	Profitabilitate redusa
	Indepartarea particulelor macrogranulare (materii organice) din efluent utilizind "site" (grile, site, site toba)
	Indepartarea particulelor grele din efluent prin "sedimentare" (filtru de nisip)
	Curatarea regulata a filtrului de nisip, astfel incit sa poata indeparta efectiv nisipul din efluent
	Indepartarea particulelor plutitoare din efluent in timpul tratamentului primar cu ajutorul "flotatiei" (flotatia de aer, separatorul cu paleta)	Se poate aplica pentru indepartarea grasimilor, aplicata doar in sectorul de prelucrare a cartofului
	Colectarea efluentului curatat primar inaintea altor tratamente secundare intr-un rezervor de amestecare (corectarea pH-ului si temperaturii), rezervoare de neutralizare (corectarea pH-ului), rezervoare tampon (unitate de tratament biologic cu alimentare continua) sau rezervoare de pre-sedimentare (depozit de particule care se scufunda folosind forta gravitationala)
	Pre-curatarea anaeroba a efluentului (fermentatie naturala, integrata anaerob in stadiul aerob de curatare UASB)	S-ar putea sa nu fie adecvata pentru firmele de curatare a cartofilor
	Curatarea aeroba a eluentului (proces cu sediment activ)
	Stimuleaza procesul de nitrificare prin controlarea procesului de aerarea in timpul curatarii aerobe a efluentului	Firme de curatare
	Stimuleaza procesul de defosfatare prin controlarea procesului de aerare in timpul curatarii aerobe a efluentului	S-ar putea sa nu fie adecvata pentru firmele de curatare a cartofilor
	Dimensionarea curatarii aerobe pentru a rezulta un continut redus de sediment
	Post-curatarea anoxica a efluentului (proces de denitrificare)	S-ar putea sa nu fie adecvata pentru firmele de curatare a cartofilor
Lucrare: Floarea - floarea la angiosperme Referat: Plante erbacee din paduri	Separarea sedimentului secundar si a efluentului intr-un rezervor de sedimentare
	Curatarea efluentului prin "coagulare / floculare" urmata de "filtrare cu nisip"	Nepotrivita pentru nici un caz, utilizarea sa depinde de suprafata apei receptoare
	Curatarea efluentului utilizind "filtrarea cu carbon activ"	Costuri ridicate de energie, pierdere de produs
	Curatarea efluentului utilizind "microfiltrarea"	Costuri ridicate de energie, pierdere de produs
	Curatarea efluentului utilizind "osmoza inversa"	Costuri ridicate de energie, pierdere de produs
	Efluent curat doar prin aplicarea curatarii primare	Daca apa va fi refolosita
	Efluent curat prin aplicarea curatarii primare + aerobe	Daca apa va fi refolosita si pentru curatarea cartofilor
	Efluent curat prin aplicarea curatarii primare + anaerobe + aerobe fara stimularea denitrificarii / defosfatarii biologice
	Efluent curat prin curatare primara + anaeroba + aeroba + denitrificare + defosfatare	Nu este adecvata pentru firmele de curatare a cartofilor
	Efluent curat utilizind curatarea primara + anaeroba + aeroba + denitrificare / defosfatare + coagulare / floculare + filtrare	Pierdere de produs. Utilizarea sa depinde de cerintele de protejare a apei receptoare; nu este adecvata pentru firmele de curatare a cartofilor
	Efluent curat utilizind curatarea primara + anaeroba + aeroba + denitrificare / defosfatare + coagulare / floculare + filtrare + filtrare cu carbon activ	Daca apa va fi refolosita
	Efluent curat utilizind curatarea primara + anaeroba + aeroba + denitrificare / defosfatare + coagulare / floculare + filtrare + filtrare cu carbon activ + micrifiltrare	Daca apa va fi refolosita
	Efluent curat utilizind curatarea primara + anaeroba + aeroba + denitrificare / defosfatare = coagulare / floculare + filtrare + filtrare cu carbon activ + micrifiltrare + osmoza inversa	Daca apa va fi refolosita
	Acopera sistemul anaerob (+ extractia posibila de aer si alimentarea lui inapoi in rezervoarele de aerare, in care sunt descompuse componentele mirosului)	Daca mirosul este un pericol
	Trateaza aerul in rezervoarele anaerobe cu un biofiltru (material de impachetare de ex. gazon, compost, scoarta de copac, etc.)	Daca mirosul este un pericol
	Sistemul trebuie sa fie complet rezistent la apa pentru a se evita contaminarea solului si apei din sol
	Valorificarea biogazului, format in timpul curatarii anaerobe (de ex. incalzirea unui reactor, generearea de electricitate prin motoare cu gaz, etc.)
	Uscarea sedimentului prin compresie mecanica cu o presa sita cu banda
	Uscarea sedimentului prin compresie gravitationala intr-un rezervor de sedimentare
	Uscarea sedimentului prin compresie gravitationala intr-un depozit de sedimentare
	Uscarea sedimentului prin compresia flotatiei cu ajutorul aerului cu bule
	Stabilizarea chimica a sedimentului prin tratarea cu oxid de calciu
	Stabilizarea biologica a sedimentului prin mineralizare
	Stabilizarea biologica a sedimentului prin fermentatie
	Stabilizarea biologica a sedimentului prin composturi
	Stabilizarea termica a sedimentului prin uscare
	Stabilizarea termica a sedimentului prin pasteurizare

Tabelul 4.64: Lista tehnicilior de drenaj si tratarea apelor reziduale avute in vedere in industria prelucrarii fructelor si legumelor

[31, An Derden, 2001]

Producerea amidonului

Tratamentul aerob al apelor reziduale

Din motive costuri-eficienta, in cazuri de fluctuatii sezoniere mari si din perspectiva riscului de formare a depozitelor de sediment, apele reziduale din industria amidonului cu COD in exces de 10 g/l este bine sa nu fie supuse doar tratamentului aerob. Thnica aeroba este perfect indicata pentru ape reziduale mai putin poluate, de ex. vapori condensati din sisteme de concentrare sau spalarea si apa rezultata din producerea amidonului din cartof.

In mod particular, cind se trateaza vapori condensati, este important sa se asigure un raport echilibrat de nutrienti (N/P). Mai mult decit atit, apa reziduala din modificarea amidonului poate sa aiba incarcaturi organice pe baza de carbohidrati, extrem de dezechilibrate, care sa creeze probleme considerabile datorita ridicarii si acumularii sedimentului [65, Germania, 2002].

Prelucrarea laptelui

Segregarea

In plus fata de separarea apei de ploaie, este de dorit si separarea apelor reziduale pe baza unei parti sau a tuturor urmatoarelor criterii:

continut ridicat de solide

BOD foarte crescut

salinitate crescuta.

Ar fi indicat sa se lase sa curga ape reziduale cu continut ridicat de solide (de ex. sediment CIP) in cursul principal de ape uzate dintr-un rezervor de retentie.

Dispozitivele de neutralizare si echilibrare a apelor reziduale pot face fata pH-urilor extreme care rezulta din separarile ocazionale acide sau caustice.

Condensatul care nu mai poate fi refolosit ar putea fi indicat pentru deversarea directa la canalizare [Agentia de Mediu, UK, 2000 # 13].

Tratamentul pentru deversarea in canalizare

In scopul tratamentului, caracteristicile importante ale apelor uzate din laptarii sunt:

mari variatii in rata debitului diurn

pH variabil

in general azot deficitar

poate fi bogat in fosfor daca a fost utilizat acidul fosforic pentru curatare (exista riscul eliberarii de fosfor in efluentul final daca procesul de tratare devine anaerob).

In general, cind se aplica tehnicile pentru tratamentul apelor reziduale rezultate din instalatiile de prelucrare din fabricile de lapte, pot fi luate in considerare urmatoarele procese:

Strecurarea. Sunt instalate ecrane pentru indepartarea solidelor mari (inclusiv manuti, palarii, etc.) ca masura de protectie pentru procesele din aval. Sunt de preferat ecranele cu auto-curatare, altfel trebuie facuta o curatare chimica obisnuita pentru dizolvarea depozitelor de grasimi. Tot pentru curatare se recomanda apa fierbinte.

Echilibrarea.  Datorita variatiilor diurne mari ale volumelor de deversare a apelor reziduale este necesara echilibrarea debitului si a incarcaturii. Trebuie avute in vedere amestecarea si aerarea corespunzatoare pentru a impiedica stratificarea in rezervorul de echilibrare si mentine un nivel pozitiv de oxigen dizolvat. In mod obisnuit, un rezervor de echilibrare are un timp de retentie cuprins intre 6 - 12 ore, in acest stadiu fiind de asemenea necesara corectia pH-ului.  

Tratamentul primar. Daca taxele comerciale ale efluentului sunt ridicate este eficient pentru majoritatea instalatiilor din IPPC sa efectueze unele forme de tratament primar. Flotatia aerului dizolvat este folosita pe scara larga in acest subsector pentru indepartarea grasimilor si uleiurilor si a solidelor in suspensie. In general, materialul separat poate fi refolosit ca hrana pentru animale daca au fost alesi coagulatii si floculantii potriviti.

In unele cazuri, deversarea la canalizare se poate face in avalul unui proces de flotatie cu aer dizolvat, in functie de eficienta procesului si de lucrarile de tratament din canalizarea colectoare. In acest caz operatorii trebuie sa aiba in vedere o strategie de accident in caz de avarie a procesului de flotatie cu aer dizolvat sau a procesului de conditionare chimica asociat cu acesta, de ex. un rezervor de deviere.

Dupa tratamentul primar, pot fi necesare si alte stadii, fie pentru a obtine permisul de deversare sau pentru a reduce la minim taxele comerciale ale efluentului.

Pentru cursurile de ape uzate cu concentratia BOD mai mare de 1000 - 1500 mg/l BOD poate fi luat in considerare procesul de tratament anaerob. Tehnicile anaerobe sunt raspindite in toata Europa si cistiga tot mai multa popularitate in UK. Daca se utilizeaza o tehnica anaeroba, operatorii trebuie sa se asigure ca uleiurile si grasimile nu vor atinge reactorul anaerob. Efluentul final din procesul anaerob ar putea fi deversat direct in canalizare, dupa aerarea rapida.

Pentru cursuri de ape uzate cu concentratie scazuta tratamentul aerob este optiunea preferata. Filtrele cu rata crescuta de picurare au fost utilizate in unele fabrici de lapte din UK. Filtrul cu rata crescuta de picurare utilizeaza un mediu de impachetare cu filtru avind o rata inalta de golire si poate avea in vedere o rata ridicata a debitului si incarcaturii in proces. Sistemele sunt proiectate in general sa indeparteze 50 - 60% BOD. Este esential ca nivelurile de grasimi si uleiuri sa fie reduse la minimum inainte de alimentarea unui filtru cu rata inalta. Este necesara depunerea secundara dupa un fitru cu rata inalta (in functie de conditiile de deversare permise) si deversarea direct in reteaua de canalizare. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Pentru un grad mai mare de tratare, au fost folosite sistemele conventionale cu sediment activat pentru astfel de cursuri de ape reziduale, si (unde permite economia) pot fi aplicate de asemenea variante de sediment activat (oxigen pur, SBR, MBR). Reactoarele aerobe hibride, precum filtrele aerate biologice scufundate sunt de asemenea cunoscute datorita utilizarii istorice a proceselor de biofiltrare din industria laptelui.

Tratamentul pentru deversare in cursuri de apa sau pentru reciclare

Pentru deversari in cursuri de ape, sau pentru tratarea efluentului pina la o calitate adecvata refolosirii, sunt necesare stadii ulterioare de tratament.

Figura 4.45: Digestia anaeroba a zerului

[Oficiul pentru eficienta energiei, 1987 # 36]

Pentru apele uzate cu concentratie ridicata care au trecut printr-o instalatie de tratare anaeroba este necesara trecerea ulterioara printr-o instalatie aeroba. In mod obisnuit, reactoarele anaerobe sunt urmate de sisteme conventionale cu sediment activat pentru tratamentul ulterior. Un sistem biologic in doua stadii (anaerob urmat de unul aerob), daca este proiectat corect, determina o calitate e efluentului corespunzatoare pentru deversarea intr-un curs de apa. Daca solidele in suspensie au o concentratie redusa, este necesar un sistem tertiar de macrofiltrare (filtru de nisip).

Tratamentul tertiar succesiv este necesar pentru reciclarea unei parti sau in totalitate a efluentului final. Data fiind natura apelor reziduale sunt necesare filtre GAC si/sau microfiltrare prin cursul de apa. Daca apa reciclata este folosita in zone igienice se recomanda si dezinfectia.

Figura 4.46 arata o schema tipica pentru procesul tehnologic de tratare a efluentului aplicabila apelor reziduale rezultate in fabricile de prelucrare a laptelui.

Figura 4.46: Schema procesului tehnologic in tratamentul apelor reziduale din fabricile de lapte

[13, Agentia de Mediu (UK), 2000]

Probleme in managementul apelor reziduale din industria laptelui

Apele reziduale din fabricile de lapte sunt in general usor biodegradabile, dar trebuie respectate o serie de conditii specifice pentru ca rezultatele purificarii sa fie sigure [65, Germania, 2002]:

Ca rezltat al ciclurilor de curatare, au loc fluctuatii insemnate ale pH-ului, concentratiilor din apele reziduale si volumelor de debit. Astfel, se recomanda un bazin de egalizare.

Pentru a face fata problemelor care apar in timpul functionarii, ar trebui asigurat un rezervor de urgenta.

Cu toate ca exista bazine de egalizare inainte, la proiectarea furnizarii oxigenului trebuie avute in vedere incarcarile de virf.

In dispozitivele individuale se intilnesc conditii care difera foarte mult in privinta fosforului. Unele fabrici folosesc pe scara larga substante de curatare bogate in fosfati, din care rezulta incarcari importante de fosfati. Acest lucru are un impact major asupra producerii de sediment, in vederea luarii masurilor necesare pentru precipitare.

In cazul apelor reziduale din fabricile de lapte, productia de sediment in surplus este considerabil mai scazuta decit in apele uzate casnice, de exemplu, datorita continutului redus de substante filtrabile si temperaturile ridicate ale apelor reziduale.

Apele reziduale din fabricile de lapte au un potential considerabil de depunere a sedimentului. Sistemele cu sediment activat cu incarcaturi reduse prezinta un risc mai scazut in aceasta privinta decit sistemele cu incarcaturi mari. Proiectantii de sistem folosesc asa-numitul "efect bazin de contact" sau "efect selector", in care sedimentul este supus unei incarcaturi foarte mari si apoi inca o data unei incarcaturi reduse. La proiectarea unui bazin final de limpezire, trebuie acordata o atentie deosebita indicelui sedimentului.

Instalarea unui captator de nisip sau prundis este in special necesara in cazurile in care apa de spalare de la unitatile de spalat masini si apa de ploaie de pe suprafetele etansate trec in sistemul de tratare a apelor reziduale din fabrica. Se recomanda de asemenea un ecran sau gratar din bare deoarece acesta simplifica mai tirziu indepartarea sedimentului si previne aparitia problemelor de operare a sistemului de tratare (formarea de cocoloase, depozite).

In dispozitivele de prelucrare a laptelui ar putea fi concentratii substantiale de nitrati in apele reziduale netratate ca rezultat al acidului azotic utilizat pentru curatare.

Producerea zaharului

Agentia de Mediu din UK a folosit ca document de principala referinta pentru acest capitol "Notele indrumatoare pentru stabilirea BAT in industra europeana a zaharului; Comitetul European al Fabricantilor de Zahar".

Sfera de activitate

Acest subsector include:

Prelucrarea sfeclei de zahar si fabricarea produselor din sfecla de zahar

Rafinarea trestiei de zahar si fabricarea produselor din trestie de zahar.

In UK exista 9 fabrici care prelucreaza recolta de sfecla de zahar intr-o campanie. Cinci din aceste fabrici depoziteaza melasa pentru procesare intre campaniile de recoltarea a sfeclei. UK are cea mai mare fabrica de sfecla de zahar din Europa si este considerata etalon pentru industria britanica de prelucrare a sfeclei.

Cea mai mare rafinarie de trestie de zahar este situata tot in UK.

Natura si sursele apelor reziduale

Prelucrarea sfeclei de zahar

75% din sfecla de zahar este apa iar prin definitie, procesul de extractie are scopul de a elibera o proportie cit mai mare din aceasta apa. Aproximativ jumatate din apa se pierde datorita evaporarii sau includerii in diferite cursuri de productie. Ceea ce ramine este o sursa de apa reziduala cu concentratie ridicata. "Apele reziduale de proces" sunt considerate a fi excesul condensat din stadiile de concentrare si cristalizare. Acest condensat in surplus are un continut bogat de amoniac si relativ scazut de COD. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Apele reziduale combinate au BOD crescut si se produc in mari cantitati.

Figura 4.47 arata o schema tipica a procesului tehnologic pentru tratarea apelor reziduale dintr-o instalatie de prelucrare a sfeclei de zahar

Figura 4.47: Schema debitului in tratamentul apelor reziduale din prelucrarea sfeclei de zahar

Rafinarea trestiei de zahar

Deoarece punctul de plecare este zaharul brut, este necesara mai putina apa decit in prelucrarea sfeclei de zahar.

Regenerarea la fiecare 40 - 50 ore a celulelor rasinoase pentru schimbul de ioni utilizate in procesul de decolorare genereaza ape reziduale foarte dificile. Ca regenerant se foloseste saramura caustica. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Pot rezulta condensat in exces si apa dulce, dar acestea pot fi eliminate - vezi capitolul 6.3.

Reciclarea apei / apei reziduale

Pentru prelucrarea sfeclei de zahar, una din sursele majore de ape reziduale este apa de jgheab utilizata pentru transportarea sfeclei prin stadiile initiale ale procesului. Apa de jgheab poate fi reciclata de aproximativ 20 de ori inainte de a fi indepartata. Tinta finala pentru apa de transport poate fi extractia zero din sursele de apa externa. Datorita formarii compusilor acizilor organici in apa de jgheab, corectarea pH-ului (de obicei cu bioxid de calciu) este deja o practica. Totusi, acele instalatii care folosesc tratamentul anaerob pentru apele reziduale au descoperit ca reciclarea efluentului tratat anaerob ca apa de jgheab nu mai necesita corectarea pH-ului.

Racirea apei se foloseste la locul amplasamentului pentru turbinele generatoare de electricitate. In mod normal, apa de racire va proveni dintr-un riu si va face o singura rotatie in jurul turbinei inainte de a fi deversata inapoi in riu. Este luata in considerare si reciclarea apei racite.

De asemenea, condensatul poate fi considerat o sursa de apa cu grad scazut.

Rafinariile de zahar pot fi foarte eficiente in ceea ce priveste apa astfel incit toata apa dulce sa fie utilizata in proces si sa se obtina o reciclare totala a condensatului. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Reducerea la minimum a apelor reziduale

Pentru prelucrarea sfeclei de zahar exista trei zone principale de optimizat pentru a reduce producerea de ape reziduale;

reducerea solului pe sfecla care intra in proces pentru a reduce incarcatura in apa de transport

reducerea la minim a defectiunilor in timpul transportului si prin urmare reducerea scurgerilor de zahar in apa de transport

reducerea pierderilor de produc de ex. prin controlul atent al vaselor de fierbere.

13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Tratamentul apelor reziduale

Prelucrarea sfeclei de zahar

Prelucrarea sfeclei de zahar este dictata de producerea recoltei iar procesarea are loc pe baza unei campanii intensive. Nivelul de tratament necesar este dictat de deversarea in conditii permise.

Este esential ca separarea apelor reziduale sa fie efectuata la instalatiile de prelucrare a sfeclei de zahar. "Apa de proces" (condensat in surplus) ramine separat de apa de jgheab cu concentratie ridicata.

Apa de jgheab (transport) contine noroi, pietre si vegetatie reziduala precum si COD crescut de la sfecla de zahar depreciata. Particulele grele necesita sedimentare si de obicei se utilizeaza bazine mari de decantare pentru acest scop. Sedimentul din bazinele de decantare poate fi mai departe uscat iar lichidele recuperate din procesul de uscare poate fi returnat in fabrica, prin difuzori sau ca apa de jgheab.

Lichidul cu concentratie crescuta care trece plutind prin bazinele de decantare este ideal pentru tratamentul cu tehnici anaerobe. De asemenea, betaina din sfecla de zahar (compusi organici ai azotului) pot fi degradate doar anaerob, nu aerob. Prin urmare, aproape jumatate din fabricile de zahar din Germania sunt echipate cu sisteme anaerobe. [65, Germania, 2002].

Totusi, aceasta "acidulare" a cursului de ape reziduale este ideala pentru tratamentul anaerob. "Acidogeneza" este o reactie esentiala care are loc in conditii anaerobe pentru a rupe latul mai lung al materialului organic in acizi organici mai tratabili. O serie de instalatii anaerobe necesita un rezervor de acidulare in amonte de reactorul anaerob pentru a initia stadiul de acidogeneza. Prin urmare, nu mai este necesara corectarea pH-ului din apa de jgheab.

Sistemele utilizate pentru tratarea anaeroba a apelor reziduale din industria zaharului pot fi considerate ca apartinind procesului sediment-contact, proces cu patura de sediment anaerob in amonte (UASB) sau proces cu pat fluidizat.

Pot aparea probleme de operare ca rezultat al schimbarilor in compozitia constituentilor organici din apa reziduala si al continutului ridicat de calciu.

In reactorul de metan, prezenta calciului din procesul de saturare cu acid carbonic (din apele reziduale) in combinatie cu bioxidul de carbon (format in reactor) conduce la precipitarea carbonatului de calciu. Experienta arata ca indiferent de concentratia din apele reziduale de intrare si indiferent de procesul utilizat, continutul de calciu este redus la cca. 0,3 - 0,7 kg/m³. Aceasta inseamna ca in reactor ramin anual incarcaturi de carbonat de calciu de 300 - 1000 tone. Astfel se creeaza probleme cu amestecarea in sistem si de asemenea cu lucrarile si costurile suplimentare pentru a mentine in buna stare de functionare pompele, schimbatoarele de caldura si conductele. [65, Germania, 2002].

Pentru eliminarea bioxidului de calciu in timpul functionarii, unele fabrici folosesc hidrocicloni care indeparteaza din sistem sedimentul bacterian tot mai incarcat cu bioxid de calciu. In aproape toate fabricile este necesara deschiderea reactoarelor la intervale regulate (2 - 5 ani) in timpul perioadelor de pauza din extra-sezon si indepartarea mecanica a bioxidului de calciu care s-a format. Nu este cazul si pentru paturile fluidizate; bioxidul de calciu este precipitat aproape in intregime pe materialul purtator, ce poate fi apoi extras in timpul operatiei. Concentratiile de bioxid de calciu la indepartare sunt de 800 - 1000 kg/m³ de material purtator.

Deoarece aceste operatii sunt sezoniere, sistemul aerob in aval de sistemul anaerob trebuie sa fie activat corespunzator la inceputul sezonului.

O parte din efluentul tratat anaerob poate fi reciclat ca apa de jgheab.

Metanul produs ca parte a procesului anaerob este utilizat pentru uscarea pulpei de sfecla ce va fi folosita ca hrana pentru animale. Se utilizeaza o temperatura scazuta pentru pre-incalzirea apei reziduale care intra in reactorul anaerob. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Apa reziduala din proces are un continut crescut de amoniac, dar scazut de COD. Procesul recomandat pentru reducerea nivelului de amoniac ar fi utilizarea proceselor biologice aerobe configurate sa aiba in vedere nitrificarea amoniacului. Pentru ca acest lucru sa aiba loc, cursul de ape reziduale necesita o dozare cu o sursa externa de carbon. Pentru acele instalatii care folosesc tehnica anaeroba pentru tratarea apei de jgheab, este de obicei suficienta combinarea efluentului din procesul anaerob cu apa de proces in exces pentru a furniza o alimentare adecvat echilibrata in stadiul de tratament aerob.

Stadiul de tratament aerob este in mod normal un tip de instalatie cu sediment activat sau o varianta a acesteia. Sunt acceptabile lagunele macrogranulare aerate cu bule, aeratia extinsa (canal de oxidare) si formele conventionale de sediment activat. 

Efluentul final din acest stadiu poate fi de o calitate suficient de ridicata pentru a fi deversat intr-un curs de apa. Deversarea alternativa se poate face in reteaua de canalizare.

Pentru reciclarea potentiala a efluentului final se pot folosi tehnici de tratament tertiar pe o portiune a efluentului final.

Tratamentul apelor reziduale din industria zaharului

Apa din amplasament, care a fost redusa atit ca volum cit si ca incarcatura organica va avea nevoie de tratament inainte de deversare. Mai multe metode de tratament fac posibila atingerea unor niveluri foarte ridicate de control al poluarii. Alegerea celei mai potrivite va tine seama de aspectele geografice si umane pentru satisfacerea celor mai bune cerinte locale de mediu, care sunt indicate pentru caracteristicile tehnice din instalatiile existente. Diferite metode sunt explicate mai jos.

Urmatoarele optiuni indica tehnicile care sunt folosite cu succes pentru atingerea nivelului de protectie a mediului, dupa ce s-au luat in considerare nevoile de mediu ale zoneiconditiile geografice si d vreme si cadrul legal. In general costurile cresc odata cu nivelul si gradul de sofisticare a instalatiei si echipamentului si cu numarul de persoane necesar pentru punerea lui in functiune. [1, CIAA, 2002].

Optiunea 1     Imprastierea la sol

In zonele care permit transportul apei poate fi imprastiat direct pe solul adecvat. Cind este corect administrata, aceasta tehnica, ce recicleaza elementele naturale exportate anterior odata cu recolta, poate fi considerata o buna optiune. De exmplu, se prezinta metoda utilizata in Franta.Consta in trei pasi.

Pasul 1:           Studii preliminare

Trebuie sa existe un studiu de impact care sa analizeze amanuntit amestecul de sol si apa, geologia, hidrogeologia, clima si tehnicile agricole ale terenului propus. Daca studiul de imapct concluzioneaza ca acesata tehnica este fezabila, si excluzind zonele pentru care nu este indicata, un expert poate recomanda detaliile operationale exacte.

Pasul 2:           Operatiile

Operatiile de imprastiere trebuie efectuate conform specificatiilor expertului. Principiul purificarii apei reulta atit din digestia compusilor organici de catre micoorganismele din sol cit si  din absorbtia sarurilor anorganice de catre plante. Aceasta ultima parte previne poluarea solului si a pinzei de apa freaticaprin saruti si azot. Controleaza cantitatea de apa care trebuie pulverizata si timpul din intervalul dintre pulverizari. Vor trebui sa existe si alte controale operationale pentru asigurarea distributiei pulverizarii si a preveni pulverizarea in timpul inghetului, etc.

Acest echilibru agronomic necesita un nivel ridicat de cooperare intre fermier si fabrica de zahar si solicita un standard de supervizare ridicat.

Pasul 3:           Monitorizarea

Pentru asigurarea unui control complet, toate efectele previzionate sunt verificate prin analiza solurilor, a profilelor de sol si a apelor din sol.

Optiunea 2

Solul este extrasa din apa de transport in bazine de depunere. Apa decantata poate apoi fi tratata prin metode intensive sau extensive.

Metode extensive

Apa decantata din bazinele de depunere a solului poate fi depozitata in lagune de tratare pentru care sa tina seama ca tratamentul natural ating standardele corespunzatoare. Observati ca utilizarea lagunelor poate face posibila folosirea apei pentru irigarea pamintului pe vreme de seceta, care reduce de asemenea nevoia de extractie a apei din riuri sau din pamint.

Pentru tratarea apelor de proces din sudul Europei este posibila utilizarea lagunelor pentru evaporarea naturala a apei datorita temperaturilor medii ridicate.

Tehnica lagunelor este urmatoarea. In conditii corespunzatoare de temperatura si timp, populatia bacteriana din lagunele mari va degrada cererea biologica de oxigen din apa depozitata. Elementele cheie in rata degradarii cererii biologice de oxigen sunt suprafata si adincimea zonei. Degradarea  cererii biologice de oxigen se bazeaza pe procese naturale precum ciclurile carbonului, azotului si sulfului, cu bacterii aerobe si anaerobe responsabile pentru aceasta degradare.

Taratamente intensive

Daca exista riscul degajarii de mirosuri daunatoare sau daca cerintele de mediu dicteaza un nivel mai stringent de tratament, atunci exista doua alternative principale:

depunerea primara a solului urmata de tratamentul natural in lagune amplificat de aerarea suprafetei, si

tratament aerob care preceda tratamentul de mai sus.

Aerarea suprafetei

Aerarea suprafetei foloseste laguna ca baza. Pentru a spori rata activitatii bacteriene aerobe, in apa se va difuza oxigen suplimentar prin aeratori plutitori "fixati" sau "liberi" cu condusi electric. Ocazional sunt folositi aeratori care functioneaza cu puterea generata de vint acolo unde conditiile sunt favorabile. Acum sunt disponibile sisteme mixte electrice si eoliene. Predomina acealeasi limitari ca si pentru lagune. La temperaturi scazute activitatea bacteriana este redusa. Oxigenul suplimentar, pe masura ce creste hrana bacteriana, provine din aer la temperatura ambianta. Rezulta de aici ca pe timpul iernii activitatea bacteriana este redusa. Fara indoiala, acestea pot fi, in conditii adecvate, atit eficiente cit si convenabile in ceea ce priveste costurile.  

Injectarea de oxigen pur este o extensie a tehnicii de aerare a suprafetei. Totusi, costurile de achizitie a oxigenului lichid sunt mari.

Tratamentul aerob

Tratamentul aerob este mentionat de obicei ca instalatii cu sediment activat. Acestea functioneaza prin amestecarea apei reziduale cu un amestec de microorganisme, nutrienti si aer (oxigen), care oxideaza apoi impuritatile organice din apa reziduala. Sedimentul activat este alcatuit din bacterii aerobe, care descompunsubstantele organice din reziduuri, si protozoare si rotifere care alimenteaza bacteriile. Sedimentul activat se depune in rezervoare de decantare sau de limpezire si o parte din acesta se intoarce in rezervorul de aerare pentru amestecarea cu apa reziduala. Apa tratata, limpede, este decantata din rezervoare de decantare sau de limpezire.

Instalatiile de tratament aerob pot primi oxigen fie prin injectia la suprafata sau injectia la sub-suprafata. Injectia de oxigen la suprafata se face fie cu aeratoare de suprafata sau custi de oxigenare. Acest tip de instalatie trateaza, foarte eficient si cu costuri reduse, apa cu BOD scazut. Totusi, temperaturile scazute ale aerului si apei din timpul iernii diminueaza capacitatea de tratare odata cu reducerea activitatii bacteriene. Caldura moderata care se pierde din prelucrarea zaharului poate fi folosita pentru cresterea temperaturii in sistem si stimularea activitatii bacteriene.

Apele cu continut crescut de calciu vor ridica rapid difuzorii de bule fine. Caldura rezultata din compresia aerului poate spori temperatura apei pina la 80 sC, fapt ce creste rata activitatii bacteriene in aceasta perioada.

Tratamentul aerob va converti necesarul de oxigen biologic din apa prin actiune bacteriana, dar va lasa reziduuri organice, numite de obicei sediment de efluent. Acest sediment va necesita indepartarea din instalatie si poate fi utilizat avantajos. Trebuie remarcat ca exista un mare numar de proiecte ale acestui sistem. La selectarea celui mai potrivit trebuie sa se tina seama de multi factori, precum disponibilitate de spatiu si costuri.

Optiunea 3

Daca nevoile de mediu dicteaza necesitatea unor niveluri suplimentare de tratament, pot fi luate in considerare procese de depunere primara a solului, tratament anaerob urmat de oxigenare si /sau digestie aeroba cu un proces final de depunere a sedimentului.

Tratamentul anaerob se desfasoara in absenta oxigenului "liber". Bacteriile anaerobe descompun substantele organice din apa reziduala in stadii care au loc simultan: Hidroliza, Acidulare si in final Metanogeneza. Produsele finale de descompunere sunt metanul si bioxidul de carbon. Aceasta reactie este optimizata la 370 sC, desi o rata de digestie mai scazuta poate avea loc si la 200 sC sau mai putin.

Digestia anaeroba este utilizata in mod normal pentru ape reziduale si sedimente cu BOD ridicat, dar proiectele recente sunt mai flexibile. Avantajele tehnologice au alterat in mare masura atit marimea cit si performantele instalatiilor de tratament anaerob. Gazul metan poate fi folosit fie pentru incalzirea apei reziduale sau ca si combustibil in procesul principal. Acestea necesita de asemenea mai putini nutrienti suplimentari in comparatie cu sistemele aerobe si produc mult mai putin surplus de sediment (aproximatix 5% din volum fata de 50% din volum pentru sistemele aerobe). Majoritatea instalatiilor anaerobe vor indeparta aproape 95% din BOD afluent. Daca BOD afluent creste, creste si BOD efluent. Dar daca BOD afluent creste prea mult, rata de eliminare poate scadea. In practica, efluentii anaerobi necesita intotdeauna tratament aerob consecutiv.

Optiunea 4

Pentru circumstantele care necesita controlul suplimentar al azotului si componentilor sai, va fi necesara instalarea de sisteme special proiectate de nitrificare si denitrificare. Exista mai multe proiecte de astfel de sisteme, pot fi operate continuu sau in sarje. In esenta, efectul este nitrificarea ionilor de amoniu in nitriti si nitrati. Acestia sunt apoi denitrificati in azot gaz elementar, care este eliberat inofensiv in aer.

Exista mai multe tehnici biologice si non-biologice disponibile pentru reducerea nivelurilor de ioni de amoniu (NH4+) in efluentii deversati.

Bauturi racoritoare si alcoolice

Sfera de activitate

Acest sub-sector include:

producerea de alcool etilic prin fermentatie

producerea vinului din stuguri si din must concentrat de struguri

producerea sucului de struguri

producerea vinurilor din fructe si alte bauturi fermentate din fructe

producerea cidrului si a cidrului din pere

producerea bauturilor alcoolice distilate

producerea apelor minerale

producerea bauturi racoritoare

Producerea berii este subiectul unui proiect separat si nu va fi discutat aici, exceptie facind contextele de tehnici comune sau transferabile. Ceaiul, cafeaua si substituentii lor apartin altui sub-sector. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Natura si sursele apelor reziduale

Generalitati

Procesele de producere a diferitelor bauturi au aceleasi surse se ape reziduale, incluzind:

curatarea instalatiei si echipamentelor

spalarea containerelor (sticle, cutii, butoaie)

pasteurizarea containerelor

spalarea pavimentelor

apa de racire continua sau golita de la sistemele de racire cu bucla inchisa

avarii ale boilerelor

spalarea inversa din sistemele de tratare a apei

apa "de jgheab" purjata din conducet intre utilizari.

Pregatirea si curatarea echipamentului este cea mai importanta sursa de ape reziduale in acest sector.

In special, curatarea vaselor de fermentatie este o sursa majora de incarcatura cu solide in suspensie si COD / BOD. In fabricile de bere acestea sunt sursa a aproape jumatate din incarcatura de COD si a circa 70% din solidele in suspensie din apele reziduale. Produsele patentate utilizate in procesele de curatare (de ex. clei, dezinfectanti, detergenti, agenti de igienizare) contribuie la incarcarea apelor reziduale. Solutiile diluate de acid peracetic, foarte utilizate ca agenti de igienizare, au un COD de aproximativ 1000 mg/l. Cind un producator de bauturi racoritoare a schimbat lubrifiantul folosit in transportoare, a redus utilizarea sapunului cu 75% si a scazut substantial deversarile de COD asociate cu sapunul.

In plus fata de aceste surse de virf, deseori vasele si rezervoarele de deversare au o contributie semnificativa in concentratia apelor reziduale. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Bauturi racoritoare, sucuri de fructe, ape minerale

Tratamentul apelor reziduale din sistemele de tratare biologica s-a dovedit a fi o reusita atit in industria sucurilor de fructe cit si in industria de bauturi racoritoare. Doar acolo unde imbutelierea se limiteaza exclusiv la apa minerala, tratamentul bilogic poate cauza probleme datorita lipsei de substrat.

Tamponarea si omogenizarea (bazine de amestecare si egalizare) inainte de tratamentul biologic este intotdeauna recomandata. In functie de gama produselor si sistemul de ambalare (returnabil sau nereturnabil), poate fi necesara aditionarea constanta sau intermitenta de saruri nutriente. Totusi, masurile de curatare si dezinfectie pot duce la virfuri temporare de concentratii P, care pot apoi cauza probleme pentru deversorii directi, in ciuda masurilor de egalizare. In cazul sistemului de sticle returnabile si a operatiilor asociate de curatare a sticlelor, azotul continut in adezivul etichetelor poate determina proiectarea unui sistem de tratare pentru eliminarea tintita a azotului. [65, Germania, 2002].

Producerea de alcool etilic prin fermentatie

Sursa majora de ape reziduale este sistemul apei de racire, care deserveste condensorii si rezervoarele de fermentatie si reziduurile din turnurile de distilare.

Producerea cidrului si a cidrului de pere

Exista doua procese principale care elibereaza ape reziduale in instalatiile de producere a cidrului si cidrului de pere

producerea de produse finale din suc

tocarea fructelor

Fabricarea produsului final are loc tot anul, in timp ce tocarea fructelor este dictata de recoltarea fructelor.

In general, apele reziduale din fabricarea produsului final sunt generate din apa de spalare, pierderea de produs (mentinuta la minimum) si scurgeri din zonele de depozitare, etc.

In timpul sezonului de tocare cresc semnificativ volumul si concentratia apelor reziduale. Principalele surse de ape reziduale in aceasta perioada sunt:

apa de transport (care transporta fructele prin proces)

apa de evaporare in surplus (de la concentrarea sucului)

pierderi generale (apa de spalat, etc.).

apa de transport este reciclata cit mai des posibil, otusi, aceasta apa are concentratii ridicate. Pe la mijlocul sezonului de tocare cresc debitele si incarcaturile datorita cantitatii de fructe care intra in instalatie. Catre sfirsitul sezonului de tocare volumul apelor reziduale scade. Totusi, continutul de solide si de BOD din apele reziduale creste datorita deteriorarii calitatii fructelor primite. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Producerea maltului

Principalele surse de ape reziduale sunt deversarea din rezervoarele de inmuiere si sistemul de racire din stadiul de germinare.

Reciclarea apei/apei reziduale

Apa reziduala cu ridicat continut fermentabil/de zahar poate fi refolosita in alte industrii, precum producerea drojdiei.

Daca se folosesc compresoare de refrigerare cu apa racita, apa de racire este intr-o bucla inchisa, daca este practicabila. Ar fi posibila integrarea compresoarelor in bucla apei de racire a vasului de fermentare. Altfel, apa de racire este refolosita pentru spalare.

Managementul atent al vaporilor si lichidelor condensate poate reduce semnificativ deversarile de ape reziduale si conserva energie.  

La spalarea sticlelor, a cutiilor sau a altor containere apa de clatire finala este folosita pentru pre-clatire sau alte stadii. Acolo unde se utilizeaza pompe de vacuum cu lichid in circuit inchis pentru operatii de umplere, contaminarea apei este redusa la minimum astfel incit poate fi refolosita ca apa de clatire.

Acolo unde este posibil, apa utilizata in boilere si pasteurizatoare este refolosita. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Unele cifre ale productiei de ape reziduale tipice pentru industria bauturilor racoritoare sunt prezentate mai jos:

Tabelul 4.65: Media deversarilor de ape reziduale specifice

Reducerea la minimum a apelor reziduale

In plus fata de recomandarile generale privind reducerea la minimum a apelor reziduale din Capitolele 4.4 - 4.5, acolo unde sunt aplicabile, se pot adopta urmatoarele tehnici de minimalizare specifice pentru acest sub-sector:

evitarea supraincarcarii vaselor din proces, deoarece pot avea un continut foarte ridicat de COD (de ex. in producerea berii fiecare 1% din planta care merge la canalizare adauga 5% la COD-ul efluent de comercializare)

utilizarea de cosuri din plasa fina peste gurile de drenaj din paviment pentru a indeparta grauntele, cojile de fructe, etc. din sistemul de canalizare

returul lichidelor cu concentratii ridicate in proces saurecuperarea lor pentru hrana animalelor sau alte refolosiri acolo unde sunt practicabile

evitarea asezarii drojdiei linga canalizare deoarece are un grad crescut de COD si tendinta de a forma acizi organici

utilizarea mai degraba a filtrarii prin debit decit a filtrelor conventionale de produse, pentru reducerea volumului de apa eliminata si pierderilor de produs

masurarea mai degraba a volumului de produs din containere decit umplerea lor la capacitate, pentru evitarea supraincarcarii sau fixarea de sisteme de retur catre capetele de umplere

colectarea mai degraba a scurgerilor in containere de retur decit spalarea lor la canalizare.

[13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Tratamentul apelor reziduale

Segregarea

In general, acolo unde este posibil, este cercetata separarea apelor reziduale. Poate exista un potential pentru cursurile cu concentratie scazuta si volum ridicat sa fie:

reciclate (dupa un tratament adecvat)

deversat direct in canalizare (fara pretratament)

amestecat cu efluentul finat tratat inainte de deversare.

Optiunile disponibile vor depinde ed apa receptoare si prmisului de deversare. Prin separarea cursurilor cu concentratie scazuta, un dispozitiv de tratament poate fi redus in dimensiuni prin proiectarea pe ape reziduale cu concentratie crescuta eliberate dintr-o instalatie. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Reziduurile fermantabile si nefermentabile sunt pastrate separat pentru a creste la maximum potentialul de refolosire.

Tratamentul pentru deversarea in canalizare

Nivelul de tratament solicitat inaintea deversarii in canalizare depinde de conditiile de deversare permise. Pentru o instalatie de tratare a unui efluent nou trebuie intocmita o balanta economica, tinind cont de taxele comerciale ale efluentului precum si de costurile de capital si de operare.

Sub-secorul bauturilor racoritoare este un sector diferit de sine statator, totusi, in scopul tratarii efluentului, apele reziduale generate pot fi clasificate dupa cum urmeaza:

concentratie scazuta volum crescut

concentratie ridicata volum redus

deversari continue regulate

deversari sezoniere/in campanii.

Strecurarea pentru indepartarea solidelor mari este recomandata pentru instalatiile din acest sub-sector.ecranele statice sunt curatate de mai multe ori pe zi pentru indepartarea depunerilor. Sunt de preferat ecranele cu auto-curatare, altfel trebuie facuta o curatare manuala obisnuitae cranele vibratoare au fost de asemenea folosite cu succes in acest sub-sector.

Datorita naturii in sarje a proceselor si regimurilor de spalare este necesara echilibrarea debitului si a incarcaturii. Apa reziduala din acest sub-sector are tendinta de a fi inalt biodegradabila si contine bioorganisme active. Retentia excesiva in rezervorul de echilibrare trebuie evitata pentru ca continutul sa nu devina anaerob, si sa duca la aciditate si mirosuri. Rezervorul de echilibrare este agitat pentru prevenirea acumularilor de sediment, care minimalizeaza potentialul de formare a metanului. In mod obisnuit, un rezervor de echilibrare are un timp de retentie cuprins intre 6 - 12 ore. [13, Agentia de Mediu (UK), 2000].

Taxele comerciale ridicate ale efluentului vor face ca pentru eficientizarea costurilor, majoritatea instalatiilor din IPPC sa efectueze unele forme de tratament primar. Flotatia aerului dizolvat este folosita pe scara larga in acest subsector pentru indepartarea grasimilor si uleiurilor si a solidelor in suspensie. In general, materialul separat poate fi refolosit ca hrana pentru animale daca au fost alesi coagulatii si floculantii potriviti.

In unele cazuri, deversarea la canalizare se poate face in avalul unui proces primar, in functie de eficienta procesului si de lucrarile de tratament din canalizarea colectoare. In acest caz operatorii trebuie sa aiba in vedere o strategie de accident in caz de avarie a procesului de tratament primar, de ex. un rezervor de deviere.

Dupa tratamentul primar, pot fi necesare si alte stadii, fie pentru a obtine permisul de deversare sau pentru a reduce la minim taxele comerciale ale efluentului. Pentru cursurile de ape reziduale cu concentratia BOD mai mare de 1000 - 1500 mg/l BOD pot fi luate in considerare procesele de tratament anaerob. Tehnicile anaerobe sunt raspindite in toata Europa. Daca se utilizeaza o tehnica anaeroba, operatorii trebuie sa se asigure ca uleiurile si grasimile nu vor atinge reactorul anaerob tot asa cum va minimaliza ajungerea vreunui bioacid in acest stadiu al procesului. Efluentul final din procesul anaerob ar putea fi deversat direct in canalizare, dupa aerarea rapida.

Pentru cursuri de ape uzate cu concentratie scazuta tratamentul aerob este optiunea preferata.

Sistemele conventionale cu sediment activat au fost utilizate pentru astfel de cursuri de ape reziduale si (unde permite economia) pot fi aplicate de asemenea variante de sediment activat (oxigen pur, SBR, MBR). Filtrele cu rata crescuta de picurare au fost de asemenea utilizate ca si configuratia ratei standard.

Reactoarele aerobe hibride, precum filtrele aerate biologice scufundate cistiga de asemenea popularitate in acest domeniu.

Pentru instalatiile afectate de productia sezoniera, exista o serie de optiuni. Instalatii ca acestea vor avea in general ape reziduale generate la locul amplasamentului pe tot parcursul anului din productia continua. Natura apelor rezidusale generale si campania apelor reziduale vor dicta tehnica pentru instalatie.

In mod normal apele reziduale din campanie vor avea concentratii mai ridicate decit apele reziduale generale iar o serie de factori vor afecta alegerea tehnicii operatorilor in aceste conditii, de ex. deversarea punctelor pentru cursurilor de ape reziduale s-ar putea sa nu fie apropiate si este posibil sa fie un profit redus sau deloc in combinarea cursurilor.

Principala alegere a unui operator aici este daca sa trateze cursurile de ape reziduale separat sau impreuna. Acest lucru va fi specific pentru fiecare situatie si depinde de natura cursurilor cind sunt combinate si de economiile in construirea unei instalatii de tratare efluenti capabila sa primeasca incarcaturi semnificativ de mari in timpul unei campanii.

Daca este tratat separat, in general cursul de ape reziduale poate necesita doar tratament primar (inaintea deversarii in canalizare), totusi, cerintele pentru un tratament secundar ar fi tratamentul biologic aerob, sediment activat conventional, filtre de picurare si reactoare hibride, precum filtrul scufundat aerat biologic.

Apele reziduale sezoniere/din campanii au in mod normal concentratii crescute si volume comparativ mici. Intrucit apa reziduala este generata doar in anumite perioade din an, se va lua in considerare tratamentul anaerobpentru tratarea cursului. Efluentul final din procesul anaerob poate fi deversat direct in reteaua de canalizare, dupa aerarea rapida.

Pentru tratarea impeurna a cursurilor, o instalatie de tratare trebuie sa fie construita modular cu doua sau mai multe reactoare care sa lucreze in paralel. Acest lucru va permite ca un reactor sa fie folosit in extra-sezon cu instalatia adusa la capacitate maxima in timpul productiei sezoniere. Tehnica indicata pentru aceasta configuratie ar fi procesul conventional cu sediment activat si suplimentare de oxigen pur pentru concentratiile ridicate in timpul productiei sezoniere. Instalatia poate necesita alimentare artificiala pentru debitele si incarcaturile crescute.

Tratamentul pentru deversare in cursuri de apa sau pentru reciclare

Pentru deversari in cursuri de ape, sau pentru tratarea efluentului pina la o calitate adecvata refolosirii, sunt necesare stadii ulterioare de tratament.

Pentru apele uzate cu concentratie ridicata care au trecut printr-o instalatie de tratare anaeroba este necesara trecerea ulterioara printr-o instalatie aeroba. In mod obisnuit, reactoarele anaerobe sunt urmate de sisteme conventionale cu sediment activat pentru tratamentul ulterior. Un sistem biologic in doua stadii (anaerob urmat de unul aerob), daca este proiectat corect, determina o calitate e efluentului corespunzatoare pentru deversarea intr-un curs de apa. Daca solidele in suspensie au o concentratie redusa, este necesar un sistem tertiar de macrofiltrare (filtru de nisip).

Tratamentul tertiar succesiv este necesar pentru reciclarea unei parti sau in totalitate a efluentului final. Data fiind natura apelor reziduale sunt necesare filtre GAC si/sau microfiltrare prin cursul de apa. Daca apa reciclata este folosita in zone igienice se recomanda si dezinfectia.

Producerea si prelucrarea uleiurilor si grasimilor vegetale

Tratamentul biologic al apelor reziduale

In ultimii ani s-au facut cercetari extinse in ceea ce priveste tratamentul biologic al apelor reziduale de rafinare provenite din presele de ulei, cu scopul de a elimina incarcaturile, inevitabile pina in prezent, ale apelor reziduale. S-au efectuat teste in laborator si intr-o instalatie pilot. Strategiile de tratament dezvoltate ca rezultat au fost implementate pina acum in doua sisteme prototip de productie. Ambele exemple sunt specifice pentru conditiile de functionare din fabrici si situatia lor locala. Optimizarea prototipurilor este inca in lucru. Prin urmare, nu se poate vorbi inca de o tehnica deplin dezvoltata pentru purificarea biologica a apelor reziduale din aceasta industrie.

Factorii specifici acestei industrii:

Influenta substantelor lipofile putin volatile

Influenta sulfatului asupra purificarii apelor reziduale biologice

Influenta nivelurilor ridicate de fosfatide asupra purificarii apelor reziduale biologice

Influenta pH-ului asupra purificarii apelor reziduale biologice.

Un aspect problematic este eliminarea fosforului din apele reziduale. In apele netratate, fosfatul este prezent sub forma organica si prin urmare nu poate fi precipitat in timpul tratamentului preliminar. Nici precipitarea simultana nu este practicabila, din cauza sistemelor de tratament prea sensibile la incarcaturile de virf. Precipitarea consecutiva cu saruri de aluminiu este posibila, dar trebuie atinse concentratii de fosfor mai mici de 2 mg/l. [65, Germania, 2002].