Współczesne podejście do zagadnienia
Ścieki zakładów przemysłu mleczarskiego charakteryzują się wysokim poziomem zanieczyszczenia, głównie substancjami organicznymi. Gdy duże ilości tego typu ścieków trafiają do oczyszczalni miejskich, to wpływają zwykle w negatywny sposób na ich funkcjonowanie, powodując największe szkody na etapie realizacji procesów oczyszczania biologicznego. W celu zapobiegania awariom w funkcjonowaniu oczyszczalni miejskich, a co za tym idzie – katastrofom ekologicznym i komunalnym, oczyszczalnie zmuszone są do ciągłego dostosowywania się do pracy zakładów mleczarskich i ponoszenia związanych z tym strat finansowych. Dlatego w celu normalnego funkcjonowania oczyszczalni komunalnych koniecznym jest wdrożenie lokalnych oczyszczalni w zakładach tego typu.
Podchodząc do tematu z innej strony, zgodnie z obowiązującym prawem, oczyszczalnie miejskie mogą ograniczyć przyjmowanie ścieków od konkretnego dostawcy w razie przekroczenia norm zanieczyszczenia lub w ogóle wypowiedzieć umowę o przyjmowaniu ścieków przy istotnym przekroczeniu dopuszczalnych stężeń substancji zanieczyszczających w ściekach w przypadku, gdy może to spowodować zakłócenie procesów technologicznych oczyszczania ścieków. W takiej sytuacji zakłady przemysłu mleczarskiego nie mają innego wyjścia, jak tylko inwestowanie w budowę przyzakładowych oczyszczalni w jak najkrótszym czasie, jeśli chcą one nadal prowadzić swoją działalność. Oczywiście nie wszystkie z nich są w stanie zbudować oczyszczalnie o pełnym cyklu, który zapewniałby jakość oczyszczonej wody zgodną z wymaganiami dotyczącymi zrzutu ścieków.
Dobrym rozwiązaniem tego problemu jest budowa oczyszczalni modułowych, co pozwalałoby na rozdzielenie procesu budowy oczyszczalni na etapy, a etapy z kolei – na odrębne linie, co z kolei zapewniałoby realizację projektu krok po kroku. Realizacja tylko pierwszego etapu oczyszczania ścieków, obejmującego buforowanie oraz mechaniczną i fizykochemiczną obróbkę ścieków, pozwala na kilkukrotne obniżenie stężenia substancji zanieczyszczających i wyeliminowanie gwałtownych zrzutów, zabezpieczając w ten sposób producenta przed odłączeniem od sieci zaopatrzenia w wodę oraz przed ogromnymi karami finansowymi za znaczące przekroczenia dopuszczalnych stężeń.
Ważnym aspektem realizacji pierwszego etapu oczyszczania jest prawidłowo przeprowadzona inżynieria. Wykorzystywane na tym etapie metody obróbki ścieków jak i urządzenia zdążyły już potwierdzić swoją niezawodność w ciągu kilku ostatnich dziesięcioleci, jednakże nieprawidłowo przeprowadzone obliczenia technologiczne oraz niewłaściwie dobrane parametry procesu mogą z jednej strony doprowadzić do wysokich kosztów eksploatacyjnych, a z drugiej – do niskiej skuteczności oczyszczania. Może, więc wystąpić sytuacja, gdy pomimo dużych nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych poniesionych na przyzakładową oczyszczalnię ścieków, zakład nadal będzie zmuszony do płacenia dużych kar finansowych organom kontroli.
Zdając sobie sprawę z jednoczesnej potrzeby szybkiego rozwiązania problemu oczyszczania ścieków przemysłowych zakładów mleczarskich, wysokiej efektywności ekonomicznej oraz sprawności technologicznej lokalnych oczyszczalni, a także mając na uwadze brak środków na realizację wielomilionowych projektów, inżynierowie i technologowie z grupy przemysłowej ESMIL nieustannie pracują nad udoskonalaniem istniejących, niezawodnych rozwiązań technologicznych oraz możliwością uproszczenia i obniżenia kosztów realizacji projektów. Obecnie grupa przemysłowa ESMIL posiada już zoptymalizowane rozwiązania dla zakładów przemysłu mleczarskiego polegające na budowie oczyszczalni modułowych w wersji kontenerowej.
Rozwiązania modułowe i rozwiązania kontenerowe
Po pierwsze, modułowość technologii pozwala klientowi samodzielnie określić, ile linii i etapów oczyszczalni należy wdrożyć w danym czasie przy uwzględnieniu dostępności zasobów finansowych. Zgodnie z pkt 3.6 „Zasad przyjmowania ścieków do systemów scentralizowanego odprowadzania ścieków” przedsiębiorcy chronieni są przed wypowiedzeniem umowy o przyjmowaniu ścieków w przypadku opracowania planu działań w zakresie dostosowania jakości oraz procedur ich odprowadzania do wymagań odbiorczych w ustalonym terminie. W miarę możliwości niezbędne urządzenia mogą być dodawane stopniowo, krok po kroku, zgodnie z opracowanym planem i umową, zawartą odpowiednio między przedsiębiorstwem a oczyszczalnią komunalną.
Po drugie, w przypadku zwiększenia produktywności przedsiębiorstwa możliwe jest dodanie równoległej linii oczyszczania bez ponoszenia wysokich kosztów całkowitej modyfikacji lub wymiany zastosowanych urządzeń oczyszczających, co może być szczególnie wygodne w przypadku rozwijających się przedsiębiorstw. Jednocześnie rozwiązanie kontenerowe eliminuje konieczność ponoszenia dodatkowych nakładów inwestycyjnych związanych z budową dodatkowych budynków, czy budową oczyszczalni o powierzchni większej niż wymagana „z zapasem na przyszłość”.
Ponadto rozwiązanie kontenerowe ma duże zalety w przypadku konieczności uruchomienia oczyszczalni w krótkim czasie i przy ograniczonym budżecie. Przede wszystkim prowadzi to do znacznego obniżenia kosztów kapitałowych i czasu realizacji projektu dzięki eliminacji konieczności wznoszenia budynków. Wystarczy przygotować fundament oraz podłączyć wszelkie konieczne instalacje. Równie istotny jest także fakt, że rozwiązanie kontenerowe prowadzi do znacznego zmniejszenia zakresu prac projektowych, a co za tym idzie – ich wartości i czasu na ich wykonanie. Dodatkowo skraca się czas realizacji projektu dzięki uproszczeniu dostaw i prac montażowych. Wreszcie, dzięki rozwiązaniu kontenerowemu lokalne oczyszczalnie ścieków można budować w zakładach, gdzie przestrzeń do ich umieszczenia jest ograniczona, i gdzie wcześniej nie byłoby takiej możliwości.
Mobilność rozwiązań kontenerowych stwarza dodatkowe możliwości dla realizacji oczyszczania ścieków w zakładach. Umożliwia swobodne przenoszenie oczyszczalni z jednego miejsca na drugie bez konieczności wykonywania skomplikowanych prac demontażowych i montażowych. Dzięki temu można zmieniać lokalizację dowolnych urządzeń, dostosowując się do rozwoju przedsiębiorstwa i schematu technologicznego zarówno produkcji, jak i samej oczyszczalni. Z kolei przedsiębiorstwa, których z jakiegoś powodu nie stać na budowę własnych oczyszczalni, mogą je wynająć na określony czas wraz z możliwością dalszego wykupu.
Zaawansowane nowoczesne technologie
Proces flotacji ciśnieniowej jest sercem pierwszego etapu oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu mleczarskiego. Sama technologia jest znana już od dawna i w ciągu ostatnich kilku dekad doznała tylko nielicznych ulepszeń. Jednak rosnąca dziś potrzeba oszczędzania zasobów zmusiła zarówno chemików jak i technologów z grupy przemysłowej ESMIL do maksymalnego udoskonalenia i optymalizacji istniejących systemów oczyszczania.
Połączenie doświadczenia zdobytego w trakcie kilkudziesięciu przeprowadzonych badań przemysłowych i zrealizowanych projektów wraz z przygotowaniem szczegółowych obliczeń parametrów procesu pozwoliło na dobranie najbardziej optymalnego sprzętu do każdego konkretnego typu ścieków: zdefiniowanie niezbędnej drogi przepływu i możliwej gęstości bloku lamelowego pozwala na zmniejszenie objętości flotatora i obniżenie jego wartości; precyzyjne obliczenia zużycia powietrza pozwalają na zmniejszenie bloku saturacji, obniżenie jego kosztów i zmniejszenie zużycia energii elektrycznej; doskonałe rozwiązania dozowania mieszaniny wodno-powietrznej i roztworów odczynników w strumieniu ścieków prowadzą do poprawy jakości oczyszczania i zmniejszenia kar za przekroczenie dopuszczalnych stężeń; inteligentne systemy chemicznego przetwarzania ścieków pozwalają maksymalnie obniżyć koszty odczynników i uniknąć wtórnego zanieczyszczenia.
Rys. 1 Flotator ciśnieniowy ESMIL
Dodatkowe obniżenie kosztów eksploatacji oczyszczalni można uzyskać dzięki urządzeniom odwadniającym. Dzięki kilkukrotnej redukcji objętości osadów powstałych w procesie oczyszczania ścieków znacznie obniża się koszt ich transportu i utylizacji. Zastosowanie odwadniaczy śrubowo-dyskowych pozwala to osiągnąć w najbardziej ekonomiczny sposób, z najlepszą wydajnością energetyczną, zmniejszając zużycie wody i odczynników. Sprawia to, że tego typu sprzęt jest obecnie najbardziej opłacalną inwestycją w branży.
Rys. 2 Odwadniacz śrubowo-dyskowy MDQ ESMIL Tsurumi
Kolejne etapy oczyszczania biologicznego można maksymalnie uprościć, zredukować i zautomatyzować dzięki zastosowaniu systemów bioreaktorów membranowych. Rozwój technologii membran ultrafiltracyjnych pozwala na zwiększenie niezawodności funkcjonowania, jakości czyszczenia i żywotności kompleksów, nie zamieniając tym samym oczyszczalni w główną część zakładu.
Coraz częściej na ostatnim etapie oczyszczania ścieków pochodzących z zakładów przemysłu spożywczego stosuje się nowoczesne systemy odwróconej osmozy. Rozwój tej technologii i rynku wyrobów zapewnił znaczne obniżenie zarówno kosztów kapitałowych, jak i operacyjnych dla odpowiednich kompleksów. Czyni to inwestycje w tego typu projekty atrakcyjnymi w dłuższej perspektywie z punktu widzenia ponownego wykorzystania oczyszczonej wody, oszczędzania wody świeżej, a także dzięki prawie całkowitemu ograniczeniu zrzutu ścieków na zewnątrz.
Przykłady ostatnio zrealizowanych projektów
W zeszłym roku firma ESMIL wspólnie z firmami partnerskimi rozpoczęła realizację dwóch podobnych projektów budowy lokalnych oczyszczalni dla zakładów mleczarskich. Źródłem ścieków o natężeniu przepływu 1500 m3/dobę (50 m3/godz.) z obu fabryk była woda powstająca w procesie mycia zbiorników oraz permeat z procesów nanofiltracji serwatki.
Dla zakładów tych opracowano kompleks mechanicznego, fizykochemicznego i biologicznego oczyszczania oraz mechanicznego odwadniania osadów. Pierwszy etap zrealizowany został w krótkim czasie dzięki zastosowaniu rozwiązania kontenerowego oraz szybkiemu przeprowadzeniu montażu i robót regulacyjno-rozruchowych. Dzięki kompaktowemu rozmieszczeniu urządzeń: kraty bębnowej, zespołów przygotowania i dozowania odczynników do flotacji i odwadniania oraz odwadniacza możliwe było umieszczenie całego ciągu w jednym kontenerze. Flotator wykonano zgodnie z wymogami do pracy na wolnym powietrzu, dostosowano do warunków atmosferycznych występujących w ciągu całego roku i umieszczono obok kontenera. Kontener, flotator i zbiorniki do zobojętniania ścieków i gromadzenia osadu usadowiono na fundamencie o przybliżonych wymiarach 15 x 15 m.
Rys.3 Modułowe oczyszczalnie ESMIL w wersji kontenerowej na bazie flotatora
Rys. 4. Odwadniacz śrubowo-dyskowy MDQ ESMIL Tsurumi
Ze względu na modułową konstrukcję pierwszy etap opracowanego schematu technologicznego oczyszczania ścieków można było uruchomić bezpośrednio po montażu. Precyzyjne dopracowanie procesu technologicznego pozwoliło uzyskać nieprzeciętną jak dla zakładów mleczarskich redukcję ChZT średnio o 46-60%, a zawiesiny – do 12-17 mg/l. Metoda realizacji projektu krok po kroku pozwoliła na zebranie dokładnych danych o jakości wstępnie oczyszczonych ścieków, dzięki czemu możliwe było bardziej szczegółowe opracowanie kolejnego etapu oczyszczania biologicznego, co z kolei pozwoliło uniknąć ryzyka związanego z niedopasowaniem rzeczywistej jakości odpływu do obliczonych danych.
Po zakończeniu i uruchomieniu pierwszego etapu oczyszczania w zakładach rozpoczął się drugi etap realizacji projektu, czyli budowa oczyszczalni biologicznych. Według stanu na dzień dzisiejszy na obiektach kończy się montaż i rozpoczynają się prace regulacyjno-rozruchowe w ramach całego kompleksu.
Problem braku lokalnych oczyszczalni ścieków w większości zakładów mleczarskich Ukrainy szkodzi obecnie zarówno funkcjonowaniu komunalnych oczyszczalni ścieków, jak i rozwojowi tej branży w ogóle. Jednak doświadczenie skutecznego wdrażania krok po kroku modułowych rozwiązań do oczyszczania ścieków zakładów mleczarskich, z wykorzystaniem zaawansowanego sprzętu technologicznego w wersji kontenerowej, dowodzi możliwości prostego rozwiązania tego problemu. Działając w ramach obowiązującego prawa i aktualnych regulacji branży, dzięki zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań technologicznych, dziś każda firma jest w stanie realizować efektywne projekty budowy lokalnych oczyszczalni bez konieczności ponoszenia dużych nakładów finansowych na ich budowę.
