Blog

Ako si poradiť s vysoko znečistenými vodami v škrobárenskom priemysle

Prečítajte si, ako technológovia Hydrotech navrhli proces anaeróbneho čistenia škrobárenských odpadových vôd.

Využitie pšenice a škrobu z nej získaného je naozaj široké. Haldy pšenice, množstvá škrobu, škrob v nápojoch, škrob v jedle, škrob v potrave pre zvieratá, škrob v papieri, škrob v liekoch… Ako väčšina výrob, aj táto je spojená so spotrebou vody a produkciou odpadových vôd. Nedávno som sa vrátil zo služobnej cesty, kde som strávil pomerne dlhý čas snahou znečistenú vodu pomôcť vyčistiť.

Anaeróbne čistenie škrobárenských odpadových vôd

Návrh našich technológov mal základ v nasledujúcich informáciách. Ide o potravinársku sféru, pomerne jednoducho biologicky rozložiteľný substrát prítomný v odpadových vodách a koncentrácia organického znečistenia vôd je relatívne vysoká.

Práve preto sme sa rozhodli realizovať čistenie založené na vysoko zaťaženom anaeróbnom systéme s vnútornou recirkuláciou, tzv. IC reaktor. Ako finálne štádium dočistenia na dosahovanie potrebných limitov sme navrhli aeróbny stupeň, ktorý predstavuje klasické biologické čistenie aeróbnymi baktériami v prevzdušňovaných nádržiach.

Problém č.1 – (ne)kvalita anaeróbneho kalu

Počas troch mesiacov sme sa potýkali s rôznymi problémami, ktoré so sebou nábeh priniesol. Jedným z hlavných bol problém s anaeróbnym kalom, teda s anaeróbnymi baktériami.

Keďže sa kvôli nerovnomernostiam v prítoku nábeh reaktora posúval niekoľko mesiacov, bol kal v reaktore skladovaný približne pol roka. Teória hovorí, že tento druh baktérií si bez väčších problémov musí pri správnom skladovaní zachovať funkčnosť rok alebo až dva. Najväčšou nevýhodou pri opätovnom použití môže byť, že baktérie budú potrebovať dlhšiu nábehovú fázu kvôli adaptácii.

Napriek tomu, že toto tvrdí teória, nám sa v tejto situácii nepodarilo výrazne zvýšiť aktivitu organizmov a v polovici nábehu sme pristúpili k rozhodnutiu, že zakúpime nový anaeróbny kal. Nechcem tým však tvrdiť, že učebnice klamú a že im nemáte veriť.

zakupenie noveho anaerobneho kalu
Ilustračná fotografia, zdroj: unsplash.com

Pravdepodobná príčina nedostatočného čistenia

Náš technologický tím sa zhodol na tom, že kal sa za ten čas pravdepodobne usadil na dne takým spôsobom, že vytvoril kompaktnú vrstvu, ktorá sa nedala prúdom vody rozmiešať. Z toho dôvodu sa vo vrstve vytvorili iba nejaké priechodné miesta a bližšie nešpecifikovaná časť baktérií sa preto nemiešala a nedostala do kontaktu s odpadovou vodou.

Na otázku, prečo to takto dopadlo, hovoríme, že to pravdepodobne súvisí s kvalitou dovezeného kalu. Ten v sebe obsahoval veľa anorganického podielu (40 – 45 %), čo spôsobilo zvýšenie jeho hustoty a v konečnom dôsledku zvýšenie jeho hmotnosti.

pravdepodobna pricina nedostatocneho cistenia vodIlustračná fotografia, zdroj: unsplash.com

S novým kalom sa pracovalo úplne ináč. Do jedného týždňa sme spracovávali viac ako polovicu odpadových vôd. Po dvoch týždňoch sme boli schopní spracovávať celý objem vôd, až na prípady, keď nárazovo pritiekli veľmi koncentrované vody vo väčších objemoch.

Problém č.2 – nadmerné vyplavovanie anaeróbneho kalu

V tejto fáze sme sa začali stretávať s iným problémom. Bolo to vyplavovanie kalu z reaktora vo forme suspendovaných jemných častíc. Pri nábehu to nie je niečo nezvyčajné. Dokonca sa počíta s približne 10-percentnou stratou, čo súvisí s poškodením časti kalu v dôsledku transportu a prečerpávania.

Keď však úniky kalu neprestávali, začali sme hľadať iné dôvody podozrivého správania sa systému. V prvej fáze sme do reaktora začali dávkovať chlorid železitý v pomerne malých množstvách, ktoré sme pri pretrvávajúcich problémoch zvýšili niekoľkonásobne. Železo malo spôsobiť zaťaženie kalu anorganickou masou, a tým zmierniť jeho vynášanie.

V nejakej miere to aj fungovalo, ale nie v takej, akú sme očakávali a potrebovali.

Prečo sú potrebné mikronutrienty?

S najväčšou pravdepodobnosťou to vyzerá nakoniec tak, že problémom je voda chudobná na minerály, ktoré v továrni odstraňujú v úpravni vody. Vo výrobe je to v podstate bežný proces, keď sa chce dosiahnuť nejaká požadovaná kvalita výrobku, ktorú ovplyvňujú aj nízke koncentrácie minerálov.

voda chudobna na mineraly
Ilustračná fotografia, zdroj: unsplash.com

Druhou nevýhodou v tejto konkrétnej továrni je fakt, že aj koncentrované prúdy minerálov z jednotiek reverznej osmózy vchádzajú do inej podnikovej kanalizácie. Tá nevstupuje na čistiareň, ale ju obteká, a preto to vyzerá na nedostatok tzv. mikronutrientov v odpadových vodách.

Tieto látky slúžia ako nutrienty pre akýkoľvek organizmus. Sú výživou pre zdravý rast bunky. V tomto prípade niektoré prvky a zlúčeniny tvoria aj tzv. granulačné jadrá, okolo ktorých baktérie môžu začať rásť.

Ak by sa systém dlhodobo prevádzkoval bez prídavku živín (mikronutrientov), mohli by sme do niekoľkých týždňov čakať kolaps systému.

dlhodoba prevadzka systemu bez pridavku zivin
Ilustračná fotografia, zdroj: unsplash.com

Dôležitosť predčistenia odpadových vôd pred IC reaktorom

Veľkú pozornosť sme venovali aj predúprave odpadových vôd. Pre proces nie je dobré, ak doň vstupujú vysoké koncentrácie nerozpustených látok. Ako primárny stupeň čistenia sa používa flotácia, ktorá si bez väčších problémov plnila svoju úlohu.

Po čase, keď sme pozorovali, že na vstupe sú dlhodobo nízke koncentrácie nerozpustených látok, sme prestali dávkovať jednu z chemikálií.

Flokulant má zabezpečovať lepšie spájanie menších nerozpustených častíc, aby separácia bola efektívnejšia. Nebezpečenstvom však je, ak flokulant nemá s čím reagovať a neodíde vo forme väčších zhlukov nerozpustených látok oddeľovaných vo flotácii.

Ak prejde systémom až do reaktora, môže spôsobiť obalenie granúl flokulantom, spájanie do väčších celkov a ich postupné vynášanie. Preto sme sa posunuli na bezpečnejšiu stranu a flokulant sme prestali dávkovať úplne.

preduprava odpadovych vod IC reaktorom

Benefit anaeróbie – bioplyn

Veľkou výhodou anaeróbneho systému je produkcia bioplynu, ktorý tvorí zo 60 až 90 % energeticky bohatý metán.

Nanešťastie, v tejto továrni ešte stále nevedia, čo s tým bioplynom robiť, tak ho iba spaľujú. Je to škoda, lebo tento produkt sa dá využiť ako zdroj energie na spálenie v kotle alebo sa dá spáliť v tzv. kogeneračných jednotkách a vyrábať tak zelenú elektrickú energiu a teplo.

Snáď po ustálení procesu sa aj táto oblasť dostane na stôl a začne sa efektívne riešiť.

Ďalšie problémy

Nuž, keby ťažkosti nábehu mali zostať iba pri tomto, bolo by to príliš jednoduché. Mohol by som ďalej menovať problémy v kvalite odpadových vôd, v zamŕzaní roztokov pri teplotách hlboko pod nulou, zamŕzaní aj napríklad tlakomerov pri nízkych teplotách, ako aj hluk, dávkovanie, penenie v aeróbnom stupni a mnoho ďalších.

Využitie a prítomnosť škrobu v produktoch

Hoci táto továreň stojí mimo Európskej únie, môžeme vziať do úvahy čísla od asociácie The European Starch Industry (2017), podľa ktorej sa 29 % škrobu využíva ďalej ako prísada do cukroviniek a nealkoholických nápojov, 30 % v papierenskom priemysle, ďalších 29 % v iných potravinárskych smeroch, 5 % v chemickom a zdravotníckom priemysle a 5 % patrí do skupiny nie potravinárskych odvetví.

vyuzitie a pritomnost skrobu v produktoch

Môžeme teda vidieť, že potreba škrobárenského priemyslu je naozaj pestrá.

Aj preto som rád, že sa nám nábeh technológie, hoc nebol vždy hladký, takmer úplne podarilo ukončiť. V článku som sa snažil upriamiť pozornosť najmä na problémy anaeróbneho systému, ktoré sa týkajú granulácie kalu. Dúfam, že proces bude potrebné už iba sledovať a kontrolovať.

 

podpis
 


Autor: Ing. Matúš Palguta, chemický technológ

Ďalšie články

Čítať viac

Kondenzáty z priemyselnej výroby sa dajú spracovať anaeróbnou technológiou

29.4.2019

Ak vaša firma vo výrobe produkuje odpadové vody vo forme kondenzátov, ako sa to deje u našich zákazníkov v Kaluge (RUS), tak si dajte pozor....

Čítať viac

Praktická pomoc: O legislatíve a sankciách vypúšťania odpadových vôd

23.1.2018

V tomto článku nájdete dôležité informácie týkajúce sa vypúšťania odpadových vôd a postihov za nedodržanie zákonov, vyhlášok a...