Tratamentul apelor reziduale - Studii de caz - industria alimentara

Tratamentul apelor reziduale - Studii de caz - industria alimentara

[CIAA 2002, #1]

Tratamentul apelor reziduale din industria zaharului: curatitoare de sfecla

In fiecare an mari cantitati de pamint, prundis si pietre sunt transportate la fabricile de zahar Danisco, odata cu livrarile de sfecla. Manevrarea acestui material nedorit consuma multe resurse de la fabrica, precum energia si apa. Compania de zahar Danisco si-a indreptat atentia spre reducerea acestei tare a solului inca din anii 1980.

Proiectul "sfecla curata", care combina masuri tehnice, economice si specifice instalatiei, a dus la reducerea a 150000 tone de pamint care venea in fabricile din Suedia. In Danemarca, cifrele sunt si mai mari, datorita suprafetei si mai mari de cultivare a sfeclei. Nivelurile sunt acum cu 50% mai mici decit cele de acum 10 ani.

Un sistem special de bonus este folosit in Suedia si Danemarca pentru promovarea recoltarii in conditii de vreme buna si folosirea combinelor in maniera cea mai buna posibil. Testele efectuate de compania  de zahar Danisco indica ca este posibila atingerea proportiei de 5% tara de sol (95% puritate) in toate conditiile de vreme daca se folosesc combine noi.

Reducerea cantitatii de sol (tara) in Suedia:

Figura 4.48: Reducerea tarei de sol in Suedia

[1,CIAA, 2002]

In paralel cu aceasta lucrare, Compania de seminte danisco lucreaza la ameliorarea formei sfeclei de zahar, pentru ca de tubercul sa se prinda cit mai putin pamint. Inmultirea folosind tehnicile traditionale s-a axat santurile de pe radacina sfeclei, care sunt principala problema la curatarea sfeclei.

Odata ce solul s-a depus in bazin, apa este curatata in instalatii de tratare a apei reziduale avind o etapa anaeroba ce produce gaz folosit ca si combustibil si o etapa aeroba de degradare a azotului si fosforului.

Dupa curatare, apa este fie refolosita in fabrica sau dversata in riuri sau mare.

Eficacitatea instalatiilor de tratare a apelor reziduale este ilustrata de cifrele pentru cantitatea de compusi biodegradabili (BOD), azot si fosfor la intrare si dupa diferite tratamente:

Tabelul 4.66: Cifre rezultate la tratarea apelor reziduale din industria zaharului

Tratamentul multistadial al apelor reziduale pentru instalatia de producere a uleiurilor si grasimilor vegetale

[65, Germania, 2002]

Sistemul multistadial al apelor reziduale cu stadii mecanice, chimice si biologice complete

Tehnica este folosita pentru tratamentul la locul amplasamentului a apelor reziduale de productie din prelucrarea uleiurilor si grasimilor. Sistemul in cauza este unul demonstrativ. A fost implementat cu ajutorul programului condus de Ministerul pentru conservarea mediului si a naturii si de siguranta nucleara. Apele reziduale provin din descompunerea sapunului (apa acida), sectorul de depozitare si curatarea instalatiei.

Sistemul cuprinde urmatoarele stadii: separarea grasimilor, sistemul de amestecare si egalizare a grasimilor, flotatia de aer dizolvat cu sau fara a fi precedata de floculare, neutralizare, stadii biologice in cascada, flotatia cu sediment activat.

Urmatorul tabel prezinta datele si dimensiunile de operare ale sistemului:

Date de operare (maxime)
Ape reziduale de intrare	< 25 m³/h
Ape reziduale netratate:
COD	2500 mg/l
Substante lipofile (H 17) Lucrare: Floarea - floarea la angiosperme Referat: Plante erbacee din paduri	100 mg/l
Fosfor total	< 140 mg/l
Sulfat pina la	12000 mg/l
Unitatea 1:	Racire, neutralizarea NaOH, adaus ajutator de coagulare, adaus de uree
Flotatia in mediu acid	A = 25 m²
Flotatia in mediu neutru	A = 25 m²
Unitatea 2:	Activarea aeroba + flotatia (limpezire intermediara)
Bazine de sediment activat in cascada	V1 = 630 m³ V2 = 1270 m³ Timp de depunere: aprox. 35 h
Flotatia	A = 45 m²
Unitatea 4:	Rezervor de apa limpede, rezervor de depozitare a apei reziduale limpezite pentru sedimentarea materiilor reziduale in suspensie, tampon in scopuri de clatire, statie de pompare pentru evacuare
Rezervor de apa limpede	V = 279 m³
Unitatea 5:	Tratamentul sedimentului
	Rezervor de depozitare a sedimentului cu aerarea cu bule fine pentru stabilizarea aeroba a sedimentului in surplus. Rezervor de depozitare a sedimentului pentru sediment gras din pretratamentul chimic/fizic, cu aerarea cu bule mari pentru stabilizarea aeroba a sedimentului.
Performantele sistemului
Valori de operare la iesire	< 150 mg/l COD
	< 50 mg/l BOD5
	< 70 mg/l P
Date de consum
Vapori	16 kg/t ulei nerafinat
Electricitate	3,2 kWh/t ulei nerafinat
* Sursa fosforului: fosfolipide/lecitine

Tabelul 4.67: Descrierea sistemului de tratare a apelor reziduale intr-un dispozitiv de prelucrare a uleiului si grasimilor [65, Germania, 2002]

Caracterizarea si aplicabilitatea tehnicii

Disponibilitate: Buna

Beneficii de mediu realizate

reducerea COD din apele reziduale cu mai mult de 95%

eliminarea fosforului prin absorbtie biologica: aprox. 50%.

Efecte de mediu

folosirea sporita a resurselor de operare: soda caustica, ajutatoride coagulare pentru eliminarea grasimilor

folosirea sporita a energiei pentru etapele procesului fizic si biologic

pierderi in ceea ce priveste rezultatele producerii de energie din eliminarea grasimilor si stadiul biologic aerob.

Aplicabilitate

Zona de aplicare:       Universala

Economie

investitii substantiale pentru construirea si dezvoltarea sistemului

costuri datorate cresterii necesarului de energie si resurselor de operare

costuri de intretinere si reparatii

costuri datorate cererilor mai mari de personal

costuri datorate producerii crescute de reziduuri.

Forte de implementare

cerinte oficiale mai severe privind volumul si calitatea apelor reziduale

situatia locala privind debitul gravitational in corpul colector de apa (conditii de apa)

coordonarea deciziilor cu disponibilitatea altor elternative

sistem de demonstratie asistat de fonduri publice.

Tratamentul apelor reziduale din distilerii

[65, Germania, 2002]

Sistemul de tratate a apelor reziduale intr-o distilerie din melasa

Descriere

Vaporii condensati dintr-un dispozitiv de condensare si produsele din distilare/purificare sunt curatate printr-un sistem de tratare a apelor reziduale in doua stadii (anaerob/aerob). In centrul sistemului este un reactor cu biopat (reactor cu pat de sediment granular expandat - EGSB) in care incarcatura organica este in mare parte degradata in gaz metan in conditii anaerobe. In continuare mai exista o reducere a incarcaturii COD si de azot din unitatea de sediment activat, in aval. Gazul metan este ars intr-o instalatie de CHP pentru a genera electricitate si caldura. Data fiind eficienta ridicata a reactorului cu biopat, se produc doar mici cantitati de sediment aerob in surplus. Acesta este concentrat intr-un decantor si utilizat in agricultura sau evacuat prin reteaua municipala de canalizare. Urmatoarea diagrama schematica arata etapele procesului unui sistem de tratament al apelor reziduale din fabrica.

Figura 4.49:  Schema procesului tehnologic si dimensiunile sistemului de tratament anaerob/aerob al apelor reziduale intr-o distilerie

[65, Germania, 2002]

Beneficii de mediu realizate

reducerea incarcaturii organice din apele reziduale si a nivelului de azot.

Efecte de mediu

reducerea emisiilor din apele reziduale

reducerea consumului de energie electrica din sistemul de tratare a apelor reziduale

reducerea emisiilor in rezervoare pentru generarea de putere prin arderea metanului in unitatea CHP.

Date operationale

Aplicabilitate

Economie

Forte de implementare

reducerea contributiilor pentru apele reziduale

concordanta deplina cu parametrii de deversare in vigoare.

Exemple de instalatii

Producerea si utilizarea biogazului intr-o fabrica de prelucrare a laptelui

[1, CIAA, 2002]

Descriere

Compania producea brinza, iaurt, unt, smintina, etc. Instalatia producea in mod obisnuit cca 20 - 22 mii m³ de zer pe an ca produs secundar din procesele de prelucrare.

S-a construit un dispozitiv in doua etape de tratare a apelor reziduale. Prima parte consta din 2200 m³ digestivi de tip UASB care digera anaerob depozitul de material organic din zer (pina la 95% la 35sC). Cea de-a doua parte era un tratament aerob folosit pentru "slefuirea" efluentului final inainte de trecerea intr-un riu de gradul unu din apropiere.

Digestivul anaerob a produs 775000 m³/an de biogaz continind 55 - 60% matan. Biogazul a fost folosit in primul rind pentru ridicarea aburilor din boilerele instalatiei, care au fost prevazute cu arzatoare cu combustibil dual (ulei greu/biogaz), dar a fost folosit de asemanea pentru generarea de electricitate intr-un motor pe gaz de 135 kWh. Caldura reziduala de la apa de racire a generatorului a fost utilizata pentru incalzirea apei din doua rezervoare etanse de depozitare si folosita a doua zi ca apa de alimentare a boilerului si apa de spalat in fabrica de unt.

Beneficii de mediu realizate

efluent industrial pregatit sa fie deversat in riu

economii de energie: 15000 GJ/an.

Efecte de mediu

Date operationale

Aplicabilitate

Fabrici de lapte, fabrici de bere, alte industrii de prelucrare  cu ape reziduale rapid biodegradabile si intens poluate.

Economie

Cost de investitii: GBP 470000 (1987). Perioada de restituire: 5 - 6 ani. (economie de energie).

Forte de implementare

Evacuarea apelor uzate contaminate cu zer a fost tot mai dificila si costiditoare.

Exemple de instalatii