ÎNDEPĂRTAREA REZIDUURILOR LICHIDE sI SOLIDE DIN INDUSTRIA ALIMENTARĂ

9.1. Poluarea apei în industria alimentara

Apele care prin folosire si-au modificat proprietatile initiale re­prezinta ape reziduale, care reintroduse în circuitul apelor naturale conduce la impurificarea acestora.

Apele reziduale din industria alimentara sunt reprezentate prin apele de transport si spalare a materiei prime, apele tehnologice, apele de condens sau de racire, apele de la spalarea si dezinfectia spatiilor de procesare, a utilajelor si ambalajelor, apele de la instalatiile sani­tare. Agentii poluanti ai acestora sunt re­prezentati de materii minerale sau organice dizolvate sau în suspensie, de forme de energie (caldura, radioactivitate) si de organisme vii, microorganisme banale sau pato­gene (Maria Turtoi, 1998).

9.1.1. Indicatorii de apreciere a poluarii apei

Gradul de poluare al unei ape reziduale se urmareste înainte si dupa epu­rare, prin determinarea urmatorilor indicatori:

- pH-ul (SR ISO 10523/1997);

- suspensiile solide fixe si volatile si substantele dizolvate (STAS 6953/1981);

- CBO₅-ul, consumul biochimic de oxigen la 5 zile, în mg/l, ne­cesar pen­tru oxidarea biochimica a materiilor organice la  temperatura de 20șC si în con­ditii de întuneric (STAS 6560/1982);

- CCO-ul, consumul chimic de oxigen, în mg/l pentru oxidarea sarurilor minerale oxidabile si a substantelor organice, determinat prin metoda cu per­manganat de potasiu (STAS 9887/1974) sau cu bicarbo­nat de potasiu (STAS 9888/1974). Între cei doi indicatori exista ur­matoarele corelatii:

CCO = CBO₂₁

CCO = 1,46 x CBO₅

iar pentru prezenta în apa a substantelor nebiodegradabile CCO > CBO₂₁;

- prezenta azotului (STAS 7312/1983), întâlnit sub forma de amo­niac li­ber (STAS 8683/1970), azot organic, nitrati (STAS 8900/1/1971) si nitriti (STAS 8900/2/1971);

- prezenta sarurilor: sulfiti (STAS 7661/1989), sulfati (STAS 8601/1970), cloruri (STAS 8663/1970);

- prezenta metalelor: cupru (STAS 7795/1980), crom (STAS 7884/1991), nichel (STAS 7987/1967), mercur (STAS 8045/1979), argint (STAS 8190/1968), cobalt (8288/1969), zinc (STAS 8314/1987), sodiu si potasiu (STAS 8295/1969), siliciu (STAS 9375/1973), aluminiu (STAS 9411/1983), cadmiu (STAS 7852/1980) etc.;

- prezenta substantelor organice greu biodegradabile: cianuri (STAS 7685/1979), toluen (STAS 8484/1969), anilina (STAS 8507/1970), benzen (STAS 8508/1970), naftalina (STAS 8562/1970), furfurol (STAS 8685/1970), chinoleina (STAS 8716/1970), compusi hidroxiarom 23523q1623x atici (STAS 8891/1971) etc.;

- prezenta microorganismelor, care contribuie la procesul de epu­rare sau la îmbolnavirea oamenilor si animalelor. Prezenta mi­croorganismelor patogene impune necesitatea dezinfectarii apei la ie­sirea din statia de epurare (STAS 3001/1991).

9.1.2. Caracteristicile apelor reziduale din industria alimen­tara

Apele reziduale din industria de prelucrare a laptelui

Apele reziduale provenite din procesele tehnologice de prelu­crare a laptelui contine cantitati importante de proteine, lipide si lac­toza. Datorita acestor componente, simpla deversare, fara o prealabila purificare, ar contribui la poluarea mediului înconjurator.

Apele reziduale din întreprinderile de prelucrare a laptelui sunt formate din ape reziduale industriale, poluante; ape reziduale mena­jere provenite de la grupurile sanitare si ape reziduale con­ventional curate (de racire, încalzire si de condensare), nepoluate.

În întreprinderile de obtinere a laptelui de consum si a produse­lor lactate acide, apele reziduale industriale se compun numai din apele de spalare si de curatire rezultate la receptia laptelui materie prima sau la umplerea recipientilor, la igienizarea mijloacelor de transport (cisterne), a pasteurizatoarelor, a vaporizatoarelor etc. Aceste ape contin urme de lapte si substante chimice folosite pentru curatire si dezinfectie.

Apele reziduale industriale includ si apele de spalare rezultate de la procesarea untului (zara). De obicei, datorita continutului de lipide si de saruri minerale, primele ape de spalare a untului se folosesc în scop furajer.

În anumite situatii, zerul obtinut de la fabricarea brânzeturilor este evacuat cu apele reziduale. Deoarece acesta reprezinta un factor important de poluare, se recomanda utilizarea lui în hrana animalelor sau valorificarea pe alte cai.

Celelalte componente ale apelor reziduale industriale din între­prinderile de prelucrare a laptelui sunt aproape exclusiv ape de spalare si curatire a aparatelor, recipientelor si a salilor de fabricatie.

Din punct de vedere igienic, o atentie deosebita se va acorda apelor de spalare a salii de primire a laptelui materie prima si a bidoane­lor, cât si sedimentul de la bactofugare, deoarece acestea prezinta ris­cul de a contine microorganisme patogene.

Din punct de vedere biochimic, apele reziduale de la întreprinde­rile de prelucrare a laptelui ocupa o pozitie deosebita, deoarece pot trece foarte repede în stadiul de fermentatie acida datorita continutului lor în lactoza. În acest proces, lactoza poate fi transformata în acid lactic, acid butiric, acid propionic si gaze (dioxid de carbon, hidro­gen). Astfel apele reziduale devin acide, iar scaderea pH-ului sub 3 duce la precipitarea proteinelor. Temperatura de 28-35șC a apelor re­ziduale accelereaza procesele fermentative.

Volumul apelor reziduale industriale, de la întreprinderile de prelucrare a laptelui, este dependent de tipul de produs lactat ce ur­meaza a fi prelucrat, de capacitatea de prelucrare, de gradul de reutilizare a apei etc.

Compozitia medie a apelor reziduale rezultate de la o întreprin­dere de prelucrare a laptelui este prezentata în tabelul 29.

Tabelul 29

Compozitia medie a apelor reziduale rezultate de la o întreprin­dere de prelucrare a laptelui

Indicatorii medii ai poluarii pe categorii de întreprinderi de in­dustrializare a laptelui sunt prezentati în tabelul 30.

Tabelul 30

Indicatorii medii ai poluarii pe categorii de întreprinderi de in­dustrializare a laptelui

Prima etapa în epurarea acestor ape reziduale este separarea gra­similor (trecerea prin separatoare), urmata apoi de o tratare cu coagu­lanti si dezinfectanti. Apele reziduale acide (cu continut de acid lactic) se neutralizeaza cu var pâna la pH = 7,6-7,8.

Epurarea biologica se poate realiza în mod natural (irigatii) sau dirijat, în biofiltre sau bazine de aerare cu namol activ, în care apele reziduale se introduc dupa o prealabila diluare cu ape de racire, daca acestea nu sunt refolosite.

Apele reziduale provenite din abatoare si din întreprinde­rile de prelucrare a carnii si a pestelui

Apele reziduale provenite de la sacrificarea si jupuirea animale­lor, spalarea tubului digestiv, prelucrarea carnii, grasimilor si pieilor au un continut foarte ridicat de materii organice (în solutie si suspen­sie), cantitati mari de azot si fosfor si o temperatura în general de 30-40șC. Deversarea la aceasta temperatura favorizeaza instalarea unui proces de descompunere aerob, foarte rapid, care consuma oxigenul. Uneori, descompunerea aeroba se continua anaerob, proces însotit si de eliberarea unor mirosuri neplacute. De asemenea, trebuie mentio­nata posibilitatea transmiterii prin aceste ape a unor germeni patogeni (Salmonella, Mycobacterium etc).

Apele reziduale provenite de la prelucrarea pestelui contin can­titati mari de solzi, materii organice usor degradabile, cât si cantitati mari de cloruri si acid acetic, rezultate de la conservare. Prin dever­sare, acestea produc efecte asemanatoare celor produse de apele rezi­duale din industria carnii.

Pe lânga cele prezentate, un component deloc neglijabil din apele reziduale provenite din abatoare si întreprinderile de prelucrare a carnii si pestelui îl constituie grasimile, a caror deversare în apele re­ceptoare trebuie împiedicata.

Volumul apelor reziduale, raportat la numarul de animale sacri­ficate, variaza în limite foarte largi si depinde de capacitatea abatoru­lui si de specia animalelor sacrificate.

Caracteristicile apelor reziduale provenite din abatoare si din în­treprinderile de prelucrare a carnii sunt prezentate în tabelul 31.

Tabelul 31

Caracteristicile apelor reziduale provenite din abatoare si din în­treprinderile de prelucrare a carnii

Prima etapa în epurarea apelor reziduale este recuperarea grasi­mii (trecerea prin separatoare), care va fi folosita la fabricarea sapunu­rilor.

O metoda de îndepartare a apelor reziduale din abatoare este amestecarea acestora cu reziduurile solide orasenesti, care le absorb, urmata de compostare. Pentru a preveni putrefactia se adauga var.

Epurarea fizico-chimica se realizeaza prin coagulare cu sulfat de aluminiu (300mg/l) si var (500mg/l), urmata de decantare. În urma compostarii, namolul obtinut devine un bun îngrasamânt. Etapa biolo­gica a epurarii se realizeaza prin folosirea la irigatii sau dirijat în bio­filtre sau în instalatii cu namol activ.

Apele reziduale din industria zaharului

Din punct de vedere cantitativ si calitativ, cele mai importante ape reziduale provenite de la fabricarea zaharului din sfecla de zahar sunt: apele reziduale de la transport si spalare, apele reziduale de la di­fuzie si presare si apele de condens.

Apele de la transport si spalare contin cantitati mari de materii în suspensie. Acestea sunt reprezentate de pamântul aderent (cca 5-10% din greutatea bruta a sfeclei) si din substantele organice dizolvate, provenite de la sfecla si frunze. Continutul biochimic de oxigen vari­aza de la câteva sute de mg/l la câteva mii, în functie de gradul de recirculare.

Apele de la difuziune si presare sunt foarte bogate în materii or­ganice dizolvate si coloidale. Aceste ape pot ajunge la încarcaturi de câteva zeci de mii de mg/l CBO₅, în care poate fi prezent si zahar în concentratii de 0,15-0,30%. Apele reziduale de la difuziune si presare contin si cantitati însemnate de nutrienti: azotul poate ajunge de la zeci la sute de mg/l, iar fosforul total la cca 250mg/l. Deversarea acestor ape într-un râu produce înnamolirea acestuia, iar consumul ra­pid de oxigen în zona de varsare (datorita temperaturilor ridicate a apelor reziduale) duce la disparitia oxigenului. Acest proces este înso­tit de fermentatii anaerobe generatoare de miros neplacut specific si de dezvoltarea unor biocenoze specifice apei murdare. Datorita efectului toxic al saponinelor rezultate de la difuziune-presare si consumul oxi­genului, s-a constatat o morbiditate excesiva a pestilor. Diluarea de 5-6 ori a acestor ape duce la disparitia efectului toxic.

Apele reziduale de condens sau de la purificare ajung calde în cursurile de apa receptoare, provocând în general o poluare slaba, asemanatoare apelor de racire normale.

Caracteristicile apelor reziduale din industria zaharului sunt pre­zentate în tabelul 32.

Tabelul 32

Caracteristicile apelor reziduale din industria zaharului

În general, fabricile de zahar lucreaza cu circuite de apa mai mult sau mai putin închise în diverse stadii de tratare a sfeclei, ceea ce simplifica mult problema apelor reziduale. În aceste fabrici, volumul apelor reziduale reprezinta doar o parte a celor prezentate mai sus, de­pinzând de cantitatea de apa proaspata introdusa în diferitele etape tehnologice.

Apele reziduale din industria uleiurilor si grasimilor

Apele reziduale provenite din industria uleiurilor vegetale sunt reprezentate, în special, de cele rezultate la procesele de rafinare la care se adauga apele de condens. Acestea contin uleiuri, emulsii, ma­terii organice cu azot etc. Consumul de oxigen este ridicat, provocând deficit de oxigen în cursul de apa receptor.

Grasimile animale continute de apa formeaza la suprafata aces­teia pelicule care împiedica transferul de oxigen.

În functie de pH-ul acestor ape, exista si posibilitatea dezvoltarii microorganismelor.

Apele reziduale din industria amidonului

Apele reziduale provenite de la fabricarea amidonului din cartofi sau porumb contin cantitati mari de materii în suspensie, de obicei au pH acid si valori ridicate ale CBO₅. Aceste ape sunt predispuse la fer­mentare lactica si favorizeaza dezvoltarea rapida a bacteriilor si muce­gaiurilor, care consuma foarte repede oxigenul din apa receptorului. Acest proces este însotit de fermentatii anaerobe cu formare de acizi si hidrogen sulfurat. De asemenea, aceste ape pot forma o spuma persis­tenta, iar evacuarea lor, fara o epurare prealabila, într-un curs de apa cu debit relativ redus duce rapid la degradarea calitatii acestuia.

Apele reziduale de la fabricarea amidonului din cartofi sunt con­stituite din:

ape de spalare si transport a cartofilor, care contin materii nisi­poase si particule de pamânt (în proportie de 5-20% din greutatea tuberculilor), elemente solubile ale cartofilor (în dilutie foarte mare), particule fine de pulpa si granule de ami­don (în cantitati mici);

ape tehnologice: ape cu pulpa, care contin cantitati mari de substante organice (solubile sau insolubile) si în cantitati mai mici saruri minerale (mai ales compusi cu potasiu si fosfor); ape de spalare a amidonului; ape de la spalarea carbunelui ac­tiv cu acid clorhidric sau carbonat de sodiu si ape de condens.

În aceste fabrici procesul de recirculare se aplica numai apelor de transport si spalare.

În fabricile de amidon din porumb, apele reziduale încarcate cu substante proteice, apele de spalare a amidonului cât si cele folosite pentru înmuiere si umflare sunt recirculate si utilizate în primul stadiu al fabricatiei (Maria Turtoi, 1998). Prin concentrarea reziduurilor se obtine un produs util, extractul de porumb.

Caracteristicile apelor reziduale de la fabricarea amidonului sunt prezentate în tabelul 33.

Tabelul 33

Caracteristicile apelor reziduale de la fabricarea amidonului

Apele reziduale de la fabricile de amidon pot fi supuse unei epu­rari biologice artificiale, în instalatii cu namol activ sau biofiltre, chiar fara preepurare.

Pentru realizarea conditiei de evacuare impuse (un CBO₅ final mai mic de 50mg/l), cât si pentru evitarea construirii unor instalatii de dimensiuni exagerate, epurarea biologica trebuie sa se faca în doua trepte. Aplicarea unei încarcaturi ridicate în prima treapta si a uneia mai mici în cea de a doua, permite obtinerea unei eficiente de epurare de 98-99%.

Folosirea procedeului cu namol activ, ca prima treapta, prezinta avantajul utilizarii unor instalatii compacte (economii de spatii si ma­teriale de constructie) si al efectuarii tratamentului fara degajare de mirosuri.

Apele reziduale din industria conservelor de fructe si le­gume

Apele reziduale din industria conservelor vegetale provin de la spalarea materiilor prime proaspete, din procesul tehnologic (oparire), de la tratamentul termic de pasteurizare si racire (ape de condens) si de la spalarea si igienizarea spatiilor de productie, a utilajelor si am­balajelor. Aceste ape contin cantitati însemnate de materii în suspensie (pielite, coji, resturi de fructe si legume, pamânt etc.) si substante or­ganice dizolvate din sucurile fructelor si legumelor prelucrate. Dato­rita continutului variabil de acizi, glucide si protide, aceste ape au un consum biochimic de oxigen ridicat.

Caracteristicile apelor reziduale din industria conservelor de fructe si legume sunt prezentate în tabelul 34.

Tabelul 34

Caracteristicile apelor reziduale din industria conservelor de fructe si legume

Cu toate ca substantele organice continute de aceste ape sunt usor degradabile, continutul scazut de azot si fosfor impune necesita­tea adaugarii de substante nutritive pentru a stimula epurarea biolo­gica. La evacuarea fara epurare a acestor ape apare posibilitatea unor fermentatii acide, care dauneaza calitatii receptorului, faunei acesteia si influenteaza negativ activitatea microorganismelor aerobe cu rol important în epurare.

Epurarea acestor ape consta în: trecerea apelor de spalare prin deznisipator, decantoare pentru separarea namolului si epurare biolo­gica în biofiltre.

Apele reziduale din industria maltului, berii si bauturilor racoritoare

Apele reziduale din industria maltului provin, în special, de la: golirea linurilor de înmuiere (apele de spalare a orzoaicei sau orzului); spalarea si curatirea spatiilor de productie, a spatiilor anexe si a utila­jelor; racire si condensare. Volumul si compozitia acestora variaza în functie de procesul de maltificare si de recirculare a apelor de înmu­iere. Din punct de vedere al compozitiei, apele reziduale proaspete de la maltarii sunt solutii diluate de glucide, protide solubilizate si saruri minerale (mai ales fosfati) în care se gasesc în suspensie particule de pamânt, praf, fragmente de graunte etc. Aceste ape intra repede în faza de fermentare acida, cu formare de acizi (lactic, butiric, formic), urmata de putrefactie.

Din industria berii rezulta ape reziduale concentrate, provenite de la diferite operatii ale procesului tehnologic si ape reziduale mai diluate, constituite din apele de spalare a spatiilor, rezervoarelor, con­ductelor si ambalajelor. Apele reziduale concentrate reprezinta maxi­mum 0,5% din debitul total de apa evacuat si contine cca 24% din în­carcarea organica exprimata prin CBO₅. Continutul ridicat în materii organice degradabile si prezenta microorganismelor duc la instalarea rapida a proceselor fermentative, asociate cu acidulari sau putrefactii.

Apele reziduale din industria bauturilor racoritoare nu produc o poluare deosebita. Aceste ape provin îndeosebi de la spalarea sticlelor si rezervoarelor de înmagazinare, amestecare si filtrare; au caracter al­calin si o încarcare organica exprimata prin CBO₅ de cca 2-3 kg/m³ li­chid.

Îndepartarea etichetelor la spalarea sticlelor recirculate mareste mult cantitatea de materie în suspensie în apele reziduale. Efectele da­unatoare ale deversarii acestor ape sunt asemanatoare cu cele ale ape­lor reziduale menajere.

Caracteristicile medii ale apelor reziduale provenite din industria maltului, berii si bauturilor nealcoolice racoritoare sunt prezentate în tabelul 35.

Tabelul 35

Caracteristicile apelor reziduale provenite din industria maltului, berii si bauturilor racoritoare

Epurarea apelor reziduale din industria maltului si a berii consta în trecerea acestora prin sita si decantor, urmata de neutralizarea aci­zilor cu var. Aceste ape pot fi utilizate la irigatii sau, dupa amestecarea cu apele reziduale orasenesti, pot fi supuse epurarii biologice.

Apele reziduale din industria spirtului si drojdiei

Volumul si caracteristicile apelor reziduale rezultate de la fabri­carea spirtului (alcoolului etilic) depinde de felul materiei prime si de tehnologia utilizata. Deversarea acestor ape produce receptorului con­sumarea rapida a oxigenului, urmata de o fermentare anaeroba acida cu producere de mirosuri neplacute. În general, însa, cea mai mare parte a reziduurilor (borhotul) nu sunt evacuate în apa, ci sunt recupe­rate si folosite ca furaj pentru animale sau pentru fertilizarea terenuri­lor agricole.

Apele reziduale de la fabricarea drojdiei de panificatie sau fura­jere, pot fi diferentiate în functie de materia prima (melasa, borhoturi, lesii sulfitice, zer, hidrolizate de lemn etc.) utilizata în procesul teh­nologic, dar are si caracteristici comune. Astfel, toate aceste ape au ca­racter acid (pH = 4-5) si contin în stare dizolvata glucide, rasini, gume, acizi organici etc. Încarcarea organica, destul de mare, produce consumarea oxigenului din apa receptoare, cu degajare de mirosuri neplacute si dezvoltare microbiana. De asemenea, continutul de furfu­rol, rasini si tananti a acestor ape au efect toxic asupra pestilor. Pre­zenta sarurilor de amoniu si a fosfatilor adaugati în procesul tehnolo­gic de obtinere a mediului nutritiv corespunzator dezvoltarii drojdiilor, substante neconsumate în totalitate, sporeste efectul eutrofizant.

Caracteristicile apelor reziduale rezultate din industria spirtului si drojdiei sunt prezentate în tabelul 36.

Tabelul 36

Caracteristicile apelor reziduale rezultate din industria spirtului si drojdiei

Apele reziduale de spalare sunt epurate prin metode fizico-chi­mice, iar cele tehnologice si biologic. Daca conditiile permit, se poate folosi chiar epurarea biologica naturala. Apele reziduale de la fabrica­rea spirtului pot fi epurate si anaerob, daca materiile organice depasesc concentratia de 2‰. Epurarea mixta consta în descompunerea anae­roba a substantelor organice în prima etapa, urmata de o descompu­nere aeroba în bazine deschise, apoi în biofiltre.

Apele reziduale din industria vinului

Apele reziduale din industria vinului sunt constituite din apele de spalare a: utilajelor (pieselor etc.), drojdiei ramase în vasele de fer­mentare, ambalajelor si spatiilor tehnologice. Evacuarea lor nu este permisa direct în cursurile de apa receptoare.

9.2. Epurarea apelor reziduale din industria alimentara

Epurarea apelor reziduale reprezinta ansamblul de procedee prin care continutul de impuritati de natura minerala, organica, chimica si biologica al acestora este redus sub limita tolerata de receptor (reteaua de canalizare care face legatura cu statia de epurare a localitatii, ape curgatoare etc.).

9.2.1. Conditii de deversare a apelor reziduale în cursuri de apa

Deversarea apelor reziduale în cursurile de apa receptoare tre­buie sa nu pericliteze flora si fauna acvatica a acestora sau sa faca apa improprie pentru industrie sau pentru consum (ca apa potabila).

În tara noastra, apele de suprafata receptoare se împart în trei categorii de bazine:

I – bazine naturale pentru alimentari centrale cu apa potabila;

II – bazine pentru alimentarea cu apa a industriei alimentare si a centrelor piscicole;

III – bazine numai pentru agrement sau scopuri arhitectonice.

Conditiile de deversare ale apelor reziduale în cursuri de apa re­ceptoare naturale, pe categorii, conform STAS -ului 4706/1988 sunt prezentate în tabelul 37.

Tabelul 37

Conditiile de deversare ale apelor reziduale în cursuri de apa

Tabelul 37 (continuare)

Pentru a corespunde acestor conditii de deversare, apele rezidu­ale provenite din industria alimentara trebuie mai întâi sa fie supuse procesului de epurare. De cele mai multe ori însa, în industria ali­mentara se practica doar o preepurare a apelor reziduale, care apoi sunt deversate în reteaua de canalizare.

9.2.2. Procedee si instalatii pentru epurarea apelor reziduale

9.2.2.1. Preepurarea apelor reziduale

Se realizeaza prin procedee de pretratare care constau în retine­rea materi­ilor în suspensie de dimensiuni mari si medii, retinerea gra­similor si/sau uleiu­rilor si uniformizarea debitului si concentratiilor.

Îndepartarea materiilor grosiere în suspensie

Materiile grosiere în suspensie sunt reprezentate de resturi ve­getale si animale, de bucati de lemn si/sau hârtie. Îndepartarea aces­tora se realizeaza prin trecerea apelor reziduale prin gratare metalice cu spatii adecvate între bare, care permit retinerea suspensiilor respec­tive. De obicei se folosesc gratare fine, cu spatii între bare de 10-25mm si gratare rare, cu spatii între bare de 51-64mm. În functie de ne­cesitati, se pot folosi si gratare cu spatii mai largi, de 100-150mm. Pentru suspensii de dimensiuni mai mari se pot folosi si site rotative, site plane vibratoare, instalatii de predecantare etc.

Separarea grasimilor si/sau a uleiurilor

Grasimile si uleiurile influenteaza defavorabil procesul de de­cantare al apelor reziduale. Prin separare, acestea pot fi recuperate si superior valorificate. Separatoarele de grasimi sunt bazine în care se asigura o circulatie lenta la par­tea superioara, unde datorita diferentei de densitate grasimile si uleiurile se se­para.

Separarea grasimilor si/sau a uleiurilor se impune mai ales pen­tru apele reziduale de la abatoare, de la fabricile de conserve de carne si peste, de la fabri­cile de ulei, margarina etc.

Uniformizarea debitelor si concentratiei

Uniformizarea debitelor si concentratiei apelor reziduale se rea­lizeaza în bazine de distributie si colectare a apei prevazute cu: con­ducte perforate de dis­tributie, sicane, compartimente, sisteme de ae­rare mecanica (aeratoare de su­prafata, agitatoare cu elice etc.) cu vi­teze de cca 15 rot/min. sau sisteme de ae­rare pneumatica cu un debit specific de aer de cca 6 m³/m²/h, dispozitive pentru curatirea eventua­lelor depuneri, sistem de evacuare a apei uniformizate.

Epurarea apelor reziduale din industria alimentara se realizeaza mecanico-chimic si biologic. În cazul apelor puternic poluate, însa, se aplica si o postepurare.

9.2.2.2. Epurarea mecanico-chimica a apelor reziduale

Epurarea mecanico-chimica reprezinta treapta primara de epu­rare, care are ca scop eliminarea materiilor în suspensie. Aceasta me­toda, în functie de ne­cesitati, cuprinde urmatoarele etape: coagularea chimica, decantarea, neutraliza­rea si clorinarea, iar în anumite situatii si extractia, adsorbtia si flotarea.

Coagularea chimica se aplica pentru îndepartarea suspensiilor fin disper­sate si a coloizilor de natura anorganica si/sau organica cu diametrul cuprins în­tre 1 si 100 nm, din apele reziduale. Coagulantii produc destabilizarea coloizi­lor, urmata de floculare, care genereaza particule de dimensiuni mari ce pot fi îndepartate prin sedimentare, flotare sau filtrare. Ca si coagulanti, cei mai utili­zati sunt sulfatul fe­ros, clorura ferica, varul si sulfatul de aluminiu. În functie de compo­zitia apelor se aplica doze de 100-1000 mg/l. Prezenta unor saruri sau detergenti anionici necesita doze mai mari.

Decantarea se aplica apelor reziduale pentru îndepartarea mate­riilor în suspensie cu sau fara coagulare. Se face în decantoare care pot fi orizontale, verticale, radiale sau multietajate.

În decantor, viteza cu care circula apa este de 5-15 m/s, iar tim­pul de tre­cere, în functie de natura suspensiilor, este de 1-2 ore.

Neutralizarea apelor reziduale decantate este obligatorie pentru apele care contin cantitati mari de acizi sau baze.

Se realizeaza prin:

amestecarea apelor reziduale cu caractere diferite (acid + baze) înain­tea deversarii;

amestecarea apelor cu caracter acid cu apa de la retea;

adaosul de agenti de neutralizare (var).

Clorinarea apelor reziduale se aplica atunci când exista riscul pre­zentei mi­croorganismelor patogene si a unor larve. În acest caz doza de clor lichid este de 1-30 mg/l.

Extractia se bazeaza pe diferenta de solubilitate a poluantilor din apele rezi­duale în doua lichide nemiscibile aflate în contact intim. Se foloseste în spe­cial pentru îndepartarea fenolului din apele reziduale.

Adsorbtia se foloseste pentru îndepartarea substantelor organice în concen­tratii scazute, cum sunt detergentii si unele substante hetero­ciclice, care sunt dificil sau imposibil de îndepartat prin tratament bi­ologic conventional.

Flotarea se foloseste pentru îndepartarea materiilor solide din apa, dupa sa­turarea acesteia cu aer sub presiune.

9.2.2.3. Epurarea biologica a apelor reziduale

Epurarea biologica reprezinta treapta secundara de epurare, care urmareste reducerea continutului de substante usor degradabile cu ajutorul microorganis­melor prezente natural sau introduse în acest scop.

Datorita continutului mare în substante organice, apele reziduale din indus­tria alimentara se supun epurarii biologice. Procesele bio­chimice ale epura­rii apelor reziduale din industria alimentara sunt aceleasi ca în cazul epurarii apelor menajere, dar viteza de degradare este mai mica.

Epurarea biologica poate fi naturala sau artificiala.

A.         Epurarea biologica naturala

Foloseste capacitatea naturala de autoepurare a solului si apelor, care asigura un grad de epurare de peste 90%. Se realizeaza prin câm­puri de irigare, câmpuri de infiltrare si iazuri biologice. Dato­rita su­prafetelor mari de teren necesare, epurarea biologica naturala are apli­catii restrânse.

Câmpurile de irigare sunt terenuri pe care apa este distribuita prin pom­pare sau curgere naturala, dispersarea acesteia fiind realizata prin santuri de iri­gare sau tuburi de drenaj perforate îngropate în sol la 0,5 m adâncime.

Câmpurile de infiltrare necesita sisteme de drenaj prin care apa ajunge în sol. Acestea, de obicei, se amenajeaza împreuna cu câmpu­rile de irigare în situ­atiile în care irigarea la suprafata, din motive igie­nice, nu este permisa. În am­bele situatii, degradarea poluantilor din apele reziduale se realizeaza de catre microorganismele existente în sol.

Iazurile biologice (Fig.13) sunt lacuri naturale sau artificiale de 0,5-1,5 m adâncime, care nu necesita aerare artificiala si previn impu­rificarea apelor subte­rane. Degradarea substantelor organice, în acest caz, se datoreaza microorga­nismelor existente în apa si se realizeaza prin procese de autoepurare naturala.

Fig.13 Iaz biologic:

1-alimentare cu apa reziduala; 2-fund impermeabilizat; 3-evacuare apa tra­tata.

B. Epurarea biologica artificiala

Se realizeaza în conditii controlate si folo­seste culturi de mi­croorganisme. Descompunerea substantelor organice se poate realiza pe cale aeroba, anaeroba sau mixta.

Epurarea biologica aeroba se realizeaza în prezenta oxigenului de catre microorganismele aerobe (bacterii, drojdii si mucegaiuri).

Epurarea biologica anaeroba se realizeaza în prezenta unor bacterii fa­cultative si anaerobe, care în prima etapa descompun substantele organice pâna la acizi organici, ca apoi în etapa urmatoare sa transforme acesti acizi cu obti­nere de biogaz (metan si dioxid de carbon).

Epurarea biologica aeroba se realizeaza în instalatii cu biomasa fixa (bio­filtre sau contactoare rotative) si în bazine cu namol în care biomasa este distri­buita în toata apa supusa tratarii.

Biofiltrele sunt filtre cu material filtrant (piatra sparta, mase plastice etc.) pe care microorganismele adera si formeaza un strat activ biologic (biofiltru).

Instalatiile de aerare cu namol activ realizeaza epurarea biolo­gica în pre­zenta unui amestec de microorganisme (bacterii, proto­zoare, metazoare si muce­gaiuri), în care rolul principal îl au bacteriile. Aerul este asigurat folosind dife­rite procedee de aerare.

Schema unei instalatii de epurare a apelor reziduale folosind un bazin de aerare cu namol activ este prezentata în Fig.14.

Fig.14 Instalatie de epurare cu bazin de aerare cu namol activ:

alimentare cu apa reziduala; 2 - bazin de egalizare; bazin de amestecare ape reziduale cu solutii de saruri nutritive; bazin de aerare cu namol activ; agitator; evacuare apa tratata; decantor de namol; evacuare namol; raclor pentru evacuarea namolului din decantor; vas preparare solutii nutri­tive.

Contactoarele rotative sunt instalatii de epurare cu biomasa fi­xata pe dis­curi rotative la care aerarea se realizeaza alternativ.

Epurarea biologica anaeroba se realizeaza în aparate închise, care nu permit accesul aerului, numite fermentatoare anaerobe. Proce­sul de degradare anaeroba este mai lent comparativ cu cel aerob si cu­prinde doua etape.

În prima etapa, denumita etapa acetogena, microorganismele anaerobe care participa la degradare secreta enzime care transforma mo­leculele organice com­plexe, prezente în apele reziduale, în compusi mai simpli ca: acizi (acetic, propionic, butiric), aldehide, cetone etc.

În etapa a doua denumita etapa metanogena, compusii simpli re­zultati sunt transformati de celulele bacteriene în apa, dioxid de car­bon si metan.

Cantitatea si compozitia gazului rezultat din fermentare este de­pendenta de compozitia organica a apei reziduale supuse epurarii si de natura microorga­nismelor.

Schema unui fermentator anaerob cu încalzire printr-un schim­bator de caldura extern este prezentata în Fig.15.

Fig.15 Fermentator anaerob cu încalzire printr-un schimbator de caldura extern:

alimentare cu apa reziduala concentrata sau cu namol; 2 - robinet cu mai multe cai; - schimbator de caldura; fermentator anaerob; biogaz; sistem de reglare a presiunii; decantor secundar; evacuare apa tratata; evacuare namol excedentar spre valorificare; pompa recirculare namol; namol recirculat; - pompe recirculare pentru mentine­rea temperaturii în fer­mentator.

9.2.2.4. Epurarea tertiara si postepurarea

Epurarea tertiara este necesara numai în cazul apelor reziduale puternic poluate si consta în eliminarea substantelor minerale si orga­nice nebiodegradabile. Exemplu: apele reziduale provenite de la fabri­cile de valorifi­care a reziduurilor din industria laptelui – obtinerea ca­zeinei clorhidrice si a cazeinatilor.

Postepurarea consta în operatii suplimentare de filtrare pe nisip, postaerare sau dezinfectie pentru reducerea numarului de microorga­nisme sub anumite limite.

Aceste operatii se introduc în schema de epurare în functie de caz (Maria Turtoi, 1998).

Îndepartarea reziduurilor solide

În spatiile de productie, reziduurile solide sunt colectate în reci­piente de capacitate mica, confectionate din materiale impermeabile, care se închid etans, cu capace proprii ce pot fi ridicate cu o pedala de picior. Acestea vor fi golite în containere metalice, transportate cu mijloace auto speciale, sau în lipsa acestora, în recipiente mai mari sau bazine din ciment pentru depozitarea pâna la evacuare. Dupa golire, recipientele, bazinele si containerele trebuie bine spalate si apoi bine dezinfectate cu o solutie de clorura de var 15-20%.

Amplasarea recipientelor sau bazinelor pentru recipiente solide trebuie sa se faca la o distanta de cel putin 25 de metri de spatiile de productie.

Întreprinderile mari de industrie alimentara, datorita volumului mare de reziduuri solide, rezultate din procesul tehnologic, trebuie sa fie prevazute cu crematorii; incinerarea fiind un mijloc radical si sigur de distrugere a reziduurilor în conditii igienice.

Dupa colectare, deseurile vor fi transportate cu autovehicule speciale la gropile de gunoi, indicate si aprobate de organele sanitare.

Depozitarea controlata reprezinta mijlocul cel mai simplu si cel mai avantajos din punct de vedere economic de debarasare de deseuri.

La stabilirea unui astfel de amplasament se va lua în considerare distanta fata de centrele populate, care trebuie sa fie de 6-10 km; di­rectia dominanta a vântului; adâncimea si sensul de scurgere al apelor freatice si de relieful terenului, recomandându-se gropi, rampe etc.

În depozitarea controlata, deseurile sunt întinse în straturi de 20-40cm grosime si apoi compresate cu utilaje corespunzatoare (buldo­zere). Dupa ce s-a realizat grosimea dorita, aceste gramezi sunt acope­rite cu pamânt.

Compostarea consta în transformarea deseurilor solide menajere, organice de origine vegetale sau animale, printr-un proces natural de macerare (fermentare), într-un produs inofensiv folosit ca îngrasamânt agricol.

Incinerarea este mijlocul cel mai radical, de mare randament, pentru distrugerea reziduurilor solide în conditii igienico-sanitare co­respunzatoare, dar are dezavantajul ca necesita investitii mari pentru constructia respectiva si pentru instalatiile de retinere a fumului si ga­zelor emanate.

O atentie deosebita trebuie acordata recuperarii, reutilizarii si transformarii deseurilor, fiind cunoscute rezultatele obtinute prin re­cuperarea hârtiei, sticlei, metalelor si reutilizarea acestora ca materii prime, a regenerarii uleiurilor arse, a transformarii deseurilor din in­dustria carnii în furaj pentru animale etc.

Pentru o valorificare superioara, aceste deseuri vor fi depozitate separat, vor fi pastrate cât mai putin timp, pentru a se evita alterarea si vor fi transportate în conditii corespunzatoare la întreprinderile de prelucrare sau direct la consumatorii animali (borhotul de la fabricile de zahar, de bere, de spirt etc.).