Ścieki w przemyśle spożywczym, są to wody zużyte zwierające zanieczyszczenia , wprowadzone podczas przetwarzania surowców w produkty spożywcze. Ścieki powstają we wszystkich procesach w których potrzebny jest udział wody.
Ilość i jakości ścieków w przemyśle spożywczym jest bardzo zmienna i zależy od :
Rodzaju technologii
Sposobu prowadzenia gospodarko wodno ściekowej
Najwięcej zanieczyszczeń zawierają ścieki pochodzące z produkcji , znajdują się w nich:
Zanieczyszczenia nieorganiczne (środki myjące )
Zanieczyszczenia organiczne (białka, węglowodany, tłuszcze)
Główne źródła zanieczyszczeń w zakładach przemysłu spożywczego :
Mycie zbiorników
końcowe spływy z zbiorników
odcieki ze stłuczki butelek w rozlewie
produkty nie nadające się do sprzedaży przeterminowane , zwroty
organiczne środki myjące
klej do etykiet
Główne źródła ścieków chemicznie agresywnych w zakładach przemysłu spożywczego:
stacje mycia cip
działy produkcyjne- ścieki kwaśne
stacje uzdatniania wody
awaryjne środki myjące
Objętość ścieków powstająca przy określonej produkcji , jest bardzo zróżnicowana :
w przemyśle oowocowo-warzywnym powstaje około 12-32 m^3 /tonę
w wysoko rozwiniętych krajach 3-3,5 m^3
Stopień zanieczyszczeń ścieków :
Stężenie zanieczyszczeń w ściekach określa się się pośrednio oznaczając biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT w tym BZT5)
BZT5 Jest to pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie na tlen , do rozkładu obecnych w ściekach zanieczyszczeń organicznych , metoda biochemiczną przy udziale mikroorganizmów w warunkach tlenowych w temperaturze 20C wyrażone w mg/m^3 .
|
Wartość BZT5 (mg/m^3) |
|
|
średnia |
maksymalna |
Drożdżowniczy |
8000 |
18 000 |
cukrowniczy |
2400 |
10 800 |
Mięsny |
2400 |
10 300 |
ziemniaczany |
1700 |
2500 |
Tłuszczowy |
1450 |
2050 |
Piwowarski |
1090 |
1500 |
Mleczarski |
840 |
2400 |
Owocowo-warzywny |
670 |
1500 |
Gorzelnictwo |
560 |
1070 |
Gospodarstwo domowe |
300 |
|
BZT5 Niektórych surowców i produktów dostających się do ścieków w zka.dach przemysłu spożywczego:
Kwas mlekowy |
100 000 |
Mleko odtłuszczone |
67 000 |
Serwatka |
50 000 |
Soki owocowe |
50 000 |
Ładunek zanieczyszczeń w ściekach jest to iloczyn stężenia BZT5 i określonej objętości ścieków . Jeżeli stężenie zanieczyszczeń jest wyrażane jako BZT5 , to ładunek zanieczyszczeń wyrażony w jednostkach masy tlenu niezbędnych do rozłożenia zanieczyszczeń.
Stężenie zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych jest większe niż w bytowo gospodarczych .
W praktyce różnice pomiędzy stopniem zanieczyszczeń ścieków bytowo gospodarczych i przemysłowych wyraża się za pomocą tzw. RLM (Równoważnej liczby mieszkańców)
RLM -zrównoważonej liczby mieszkańców. Jest to liczba wyrażająca wielokrotność ładunku zanieczyszczeń powstających przy określonej produkcji w stosunku do jednostkowego ładunku zanieczyszczeń w ściekach gospodarstw domowych odprowadzanych od jednego mieszkańca w ciągu doby.
Ile razy więcej zanieczyszczeń znajduje się w ściekach przy określonej produkcji w stosunku do dobowej ilości zanieczyszczeń pochodzących od statystycznego mieszańca. Np. drożdżownia 5000 , zakład tłuszczowy produkujący margarynę 500.
W Polsce przyjęto wartość BZT5 pochodząca od jednego mieszkańca 60g O2/g
BZT5 ścieków komunalnych 300 mg/m^3 a objętość 200 m^3 , co daje 300*200=60000 mg= 60g.
Cel oczyszczania ścieków , taka zmiana ich właściwości , by po wprowadzeniu do odbiornika , którym najczęściej jest rzeka , lub jezioro nie nastąpiło w nim naruszenie życia biologicznego i ograniczenia nominalnego wykorzystania wód , to znaczy by proces samooczyszczania wód przebiegał bez zakłóceń.
Samooczyszczanie:
Mineralizacja związków organicznych , kosem tlenu rozpuszczonego w wodzie , powstają, azotany, fosforany, siarczany.
Powstałe związki są usuwane ze środowiska przez glony i rośliny wyższe, ważną tu rolę spełniają glony asymilujące CO2 i wydzielające tlen .
Organizmy zwierzęce takie jak np. pierwotniaki, skorupiaki regulują strukturę i liczebności bakterii uczestniczących w procesie rozkładu
Warunkach beztlenowych , rozwijają się i działają bakterie beztlenowe, i powstają związki takie jak siarkowodór, dwutlenek węgla . rozmnażanie bakterii trwa tak długo aż nastąpi wyczerpywanie składników odżywczych , w wyniku tzw „głodu” następuje wymieranie bakterii.
Zasadnicza różnica pomiędzy tlenowym i beztlenowym rozkładem :
Proces aerobowy- następuję szybkie i intensywne namnażanie się bakterii przy niewielkiej ilości produktów rozpadu
Proces anaerobowy- powstawanie nowych komórek bakteryjnych jest wolniejsze przy równocześnie znacznej ilości produktów rozpadu.
Stosowane metody oczyszczania ścieków zależą od:
Właściwości ścieków
Koniecznego stopnia oczyszczania ze względu na i obowiązujące przepisy prawne
Główne problemy z oczyszczaniem ścieków w zakładach przemysłu spożywczego:
Zmienności ilość i jakość ścieków
Konieczność wyrównania przepływu i ładunku zanieczyszczeń
Sezonowość produkcji
Zagrożenia ze strony szkodliwej mikroflory i fauny
Metody mechanicznego oczyszczania ścieków polegają na usuwaniu:
Zawiesin
Substancji nierozpuszczalnych
Cząstek pływających
Przy mechanicznym oczyszczaniu ścieków, poddawane są one
cedzenia,
filtracji,
sedymentacji,
flotacji
wykorzystując następujące urządzenia:
Piaskowniki
Sita (stałe ruchome )
Kraty (stałe , ruchome
Osadowniki
odtłuszczacze
Kraty zatrzymują zanieczyszczenia, rozpuszczone zawieszone i pływające w ściekach , które mogłyby uszkodzić pompę oczyszczalni . Konstrukcja kraty to rząd prętów różnego kształtu ułożonych pochyło w poprzek kanału. Dzielone na ruchome i nieruchome. Kraty nie ruchome czyszczone ręcznie lub mechanicznie, a ruchome mechanicznie.
Sita służą do usuwania drobnych zanieczyszczeń , zbudowane z siatki lub blachy preferowanej , dobór wielkość i sr. oczek zależy do rodzaju zanieczyszczeń . W sitach stałych elementem roboczym nie ruchoma siatka a zanieczyszczenia zbierane za pomocą zgarniaczy , w sitach ruchomych są rotacyjne lub wibracyjne.
Piaskowniki- polegają na wykorzystaniu zjawiska sedymentacji Prędkość opadania zależy od siły ciężkości i oporów jakie powstają podczas opadania cząstek
Cząstka prędkości opadania u opadnie na dno piaskownika jeżeli spełniony zostanie warunek:
Przy ruchu poziomym u>V
Przy ruchu pionowym u> V*H/L
osadniki- służą do wstępnego oczyszczania ścieków przed oczyszczaniem biologicznym i
fizykochemicznym. Wykorzystywane zjawisko sedymentacji, oddzielane są cieki o gęstości większej o gęstości ścieków
Hydrocyklony stosowane do ilości ścieków nie przekraczającej 25 m^3 , do oddzielania piasku i zawiesin , zbudowany jest z krótkiej cylindrycznej części oraz stożka zakończonego wymienna dyszą
Odtłuszczacze - pęcherzyki powietrza porywają za sobą cząstki emulgowanego tłuszczu do góry, tworząc na powierzchni pianę., która odpływa rurą zbiorczą.
Biologiczne oczyszczanie ścieków w warunkach:
Tlenowych (osady czynne, złoża biologiczne )
Niedotlenienia
Beztlenowych