Блог на ЕнвироХеми България ЕООД

Като част от обучението си в ЕнвироХеми Кирстен Реклиес интервюира главния изпълнителен директор Готлийб Хупфер относно дейността на групата EnviroWorld за връзката между изменението на климата и устойчивото развитие на технологиите за водоподготовка и третиране на отпадъчни води.

Реклиес: Какво е общото между изменението на климата и технологиите за водоподготовка и третиране на отпадъчни води?

Хупфер:
В световен мащаб ЕнвироХеми има няколко хиляди клиента за инсталациите си за водоподготовка и третиране на индустриални отпадъчни води. На практика инсталациите функционират денонощно и изискват използването на ресурси като електричество, неутрализационни агенти и флокуланти. Също така по време на процеса на третиране се отделят отпадъчни вещества, които се филтрират от водите и отпадъчните води. Важно е, съществуващите инсталации да бъдат експлоатирани по такъв начин, че максимално да се щади околната среда и в същото време новите инсталации да бъдат проектирани и изграждани така, че да са максимално енергийно ефективни, без това да повлияе негативно на цялостния процес на третиране.

Реклиес: Какви енергоспестяващи технологии са разработени тук през последните три години?

Хупфер:
Със сигурност най-важната ни научна разработка е новата анаеробна система за третиране на отпадъчни води, която позволява получаването на енергия от замърсени индустриални отпадъчни води. Също така разполагаме с нова патентована биологична мембранна технология за рециркулация за големи промишлени перални. Предимства на тази технология са възможността за рекуперация на топлина и възможност за рециркулация на водните потоци и пестене на ценен природен ресурс. Работим и за енергийното оптимизиране и по-нататъшно подобрение на нашите доказали се компактни физико-химични инсталации.
Реклиес:
Господин Хупфер можете ли да дадете конкретен пример за инсталация със значително спестяване на енергийни ресурси?
Хупфер:
В процеса на производство на нашия клиент Normejerier – едно от най-големите млекопреработвателни предприятия в Швеция се отделят отпадъчни води, съдържащи високи концентрации на мляко и суроватка, които досега бяха третирани в общинската пречиствателна станция за отпадни води. Това водеше до много високи експлоатационни разходи за електроенергия за въздуходувната система и отделяне на големи количества от утайка. Преди три години ние инсталирахме нашата първа специално разработена инсталация за третиране на отпадъчна вода, замърсена със висока концентрирана суроватка Biomar, в която отпадъчната вода се третира по биологичен способ. В същото време инсталацията беше оптимизирана. Сега отпадъчната вода, замърсена с мляко и суроватъчния концентрат се третират на място в нашата инсталация и по този начин се редуцира замърсяването на отпадъчните води до 90 %. В нашите инсталации Biomar анаеробните бактерии преобразуват органичните замърсители съдържащи се в отпадъчните води в ценен биогаз-метан. Добитият метан може да бъде използван в енергийния център на млекопреработвателния гигант като заместител на друг вид гориво. По този начин могат да бъдат спестени над 1000 литра гориво на ден. Така третирането на индустриалните отпадъчни води води до един положителен енергиен баланс.
Реклиес:
Възможна ли е модернизация на стари предприятия и скъпо ли е това?
Хупфер:
По принцип всички по-стари инсталации могат да бъдат оптимизирани и така да бъдат спестени около 20% от средствата за енергия и консумативи. Разходите за експлоатацията на инсталациите могат да се променят много бързо, дори в рамките на една година.Оказва се, че много от съществуващите инсталации са преоразмерени – в условия на икономическа криза и стагнация на пазара повечето от фирмите намаляват своята продукция. Чрез регулиране на енергията необходима за функциониране на отделните агрегати например въздуходувки, миксери и тн. експлоатационните разходи могат да бъдат бързо оптимизирани. Инвестициите са намалели наполовина в сравнение от преди 3 години преди началото на икономическата криза. Понякога е наложително вече изградени инсталации, които не отговарят на обема на продукцията и изискванията за качество да бъдат преоборудвани. По този начин наистина периодът за възвръщане на инвестицията на клиента се удължава, но той също така ще има и по-дългосрочни ползи.

Реклиес:
Какво могат да направят клиентите на място за да експлоатират инсталацията енергийно ефективно?
Хупфер:
За жалост голяма част от нашите клиенти не отдават дължимото внимание на своите инсталации за пречистване на отпадъчни води и водоподготовка. Често се случва те да бъдат забравени и експлоатирани не по най-оптималния начин. Нашите сервизни техници откриват ненужно работещи помпи, бъркалки и компресори. Чрез регулярна инспекция на инсталациите и с помощта на нашите специалисти, може много бързо да бъдат спестени редица експлоатационни разходи.
Реклиес:
В каква насока са текущите изследвания на ЕнвироХеми?
Хупфер:
Ние участваме в разработката на няколко важни изследователски проекта. Например в рамките на Европейската изследователска програма AquaFit4use се разработват енергийно ефективни методи за рециклиране на индустриални отпадъчни води. Ние работим заедно с много важни национални и Европейски висши училища, фирми и институции. Инженери, Химици и Биолози тестват различни новоразработени биологични компактни инсталации за енергийно ефективно пречистване дори и на малки количества от отпадъчна вода. Биологичните процеси са почти винаги най-ефективните от енергийна гледна точка технологии. Те трябва да бъдат разработени и пригодени за съответното индустриално приложение. При физико-химичното третиране на отпадъчните води и филтрация използваме оптимизирани помпи, работещи при по-ниски налягания и миксери. Също така една важна тема е енергоспестяващо управление на агрегатите. Нашите системни администратори и електротехници са изправени пред предизвикателството да осигурят надеждно и икономически изгодно управление на инсталациите.

Реклиес:
Господин Хупфер, благодаря Ви за интервюто.

През последните години се наблюдава бум на строителството на предприятия от хранително-вкусовата промишленост. Също така много от предприятията, построени преди този период подлежат на значителна модернизация. Във всяко едно от тези предприятия са внедрени технологии на световно равнище,  които от една страна водят до повишаване на ефективността на производството, но от друга рязко се увеличава въздействието им върху околната среда. В съгласие с действащото законодателство не е разрешено изграждането на нови предприятия или реконструкцията на вече съществуващи такива с цел увеличаване на тяхната производителност без да са предприети мерки за опазване на околната среда, а именно предприятието не може да бъде източник на замърсяване. За това е необходимо да се предприемат мерки за рационалното използване на ресурсите, а също така да се проектират и изградят съоръжения за пречистване на отпадъчните води и отработения въздух. Изискванията към такъв тип съоръжения са достатъчно строги: висока ефективност, ниско енергопотребление, максимална автоматизация с цел снижаване на вмешателства от страна на обслужващия персонал в процеса на пречистване, минимален брой на обслужващия персонал, минимално количество на генерираните отпадъци.

Източници на замърсяване на отпадъчните води в хранително-вкусовите предприятия  се явяват различни процеси на измиване: измиване на опаковки, технологично оборудване и мощности, измиване и почистване на превозни средства(цистерни), почистване на технологичните зали и помещения.  В резултат на това в отпадъчната вода попадат остатъци от продукти и суровини, остатъци от измиващи разтвори, различни спомагателни вещества – смазочни материали, дезинфектанти и др. Цялата тази гама от замърсители води до образуването на силно наситени с органика, токсични за околната среда отпадъчни води.

Тук представяме различни методи за пречистване на отпадъчни води, които най-често приложими в хранително-вкусовата промишленост.

Аеробно третиране на отпадъчни води.

За аеробния метод на третиране на отпадъчни води е характерна необходимостта от осигуряване на кислород на водните биоценози. Кислородът  се използва за окисление на съдържащите се във водата замърсители по пътя на получаването на минерални съединения и биомаса.

Аеробният метод за третиране на отпадъчни води е приложим за предприятия от хранително-вкусовата промишленост, при които отделяните отпадъчни води се характеризират с ниски стойности на ХПК(химическа потребност от кислород  до 2000 мг/л).  Това могат да бъдат заводи за захарни изделия, за производство на топени сирена, млекопреработвателни предприятия, фабрики за сладолед, колбасни цехове, заводи за преработка и производство на растителни масла и продукти на тяхна основа, фабрики за преработка на соя и т.н.

Изглед на аеробно пречиствателно съоръжение за завод за производство на топени сирена Biomar ^®OSB

Оборудването на пречиствателното съоръжение за подобно предприятие може да бъде следното:

• Пясъкоуловител
• Решетка за отделяне на твърди частици
• Смесително-изравнителен резервоар към станцията за неутрализация
• Маслоуловител – флотатор (при отпадъчни води с високо съдържание на мазнини)
• Аеробен реактор със система за циркулация на активната утайка или вградена система за нитрификация-денитрификация
• Вторичен утаител
• Утайкоуплътнител за излишната активна утайка
• Оборудване за обезводняване на излишната активна утайка или станция за приготвяне и дозиране на разтвор от флокулант

Подаването на кислород се осъществява с въздуходувки, чиято работа се контролира с оксиметри. Особено значение имат аераторите (дюзите) през които се подава въздуха в системата.

Различни типове аератори които се прилагат при аеробно третиране на отпадъчни води Biomar ^®.

Аеробния реактор се оразмерява в зависимост от необходимата степен на пречистване на отпадъчната вода. Ако пречистваната вода се зауства в повърхностен водоприемник  тогава пречиствателното съоръжение се оборудва със стъпало за филтрация и дезинфекция.

При биологичното третиране на отпадъчните води, голямо значение има прилагането на маслоуловител-флотатор за отпадъчни води, съдържащи масла и мазнини, в противен случай аеробното пречистване не достига своята оптимална производителност.

Маслоуловител-флотатор в предприятие за производство на сирене

Аеробните пречистветелни съоръжения могат да бъдат с непрекъснато или периодично действие.

Анаеробно –аеробни  методи за третиране на отпадъчни води

В случай,че от процеса на производство се отделят силно замърсени (ХПК ?2000 мг/л) топли (Т ? +20-22С° ) отпадъчни води е обосновано използването на аеробно-анаеробни методи за третиране на отпадъчни води.

Прилагането на анаеробно-аеробни методи се налага при невъзможност за достигане на нормите за заустване както при заустване в градската канализация, така и в повърхностен водоприемник. В този случай анаеробния метод е първия биологичен стадий, а за допълнително пречистване се използват едно или две стъпала за аеробно третиране.

При анаеробните методи за третиране на отпадъчните води при разлагането на органичните въглеводородни съединения като крайно продукти се получават въглероден диоксид и метан. При използването на този метод не е необходимо аерирането на отпадъчната вода с кислород и се отделя незначително количество излишна активна утайка. Полученият биогаз или се изгаря или се използва за получаване на гореща вода, пара или електроенергия.

Безусловно сърцето на такъв вид пречиствателно съоръжения се явява анаеробния реактор. Съществуват различни типове анаеробни реактори, но условно те могат да се поделят на три основни групи: анаеробни реактори с фиксирана биомаса, анаеробни реактори с гранулирана биомаса, високоефективен анаеробен реактор.

Анаеробния реактор с фиксирана биомаса се прилага, ако в отпадъчната се съдържат масла и мазнини, тъй като в клетките на микроорганизмите се натрупват капчици мазнини и активната биомаса става твърде лека  и се създава възможност за нейното изнасяне от биореактора. Също така този тип биореактори се използват , ако в отпадъчните води се съдържат вещества, които потискат жизнеспособността на анаеробната активна биомаса. Ето защо във вътрешността на реактора се поставя специално съоръжение върху което може да се закрепи анаеробната биоценоза и в резултат на това да се получи достатъчно висока концентрация на анаеробна биомаса.

Подобен тип реактори се изграждат в млекопреработвателни предприятия, за отпадъчни води при производството на сирене, фабрики за производство на дъвка и тн.

Анаеробните реактори с гранулирана биомаса са приложими за отпадъчни води с високи стойности на ХПК, например при производство на плодови сиропи и консерви, напитки, бира спирт и др.

По-долу е представена схема на съоръжение за третиране на отпадъчни води от 2 пивоварни с капацитет 10 млн хектолитра бира. Обемът на отпадъчните води е 2500 м³ в денонощие, ХПКмакс. =  4000 мг/л. Дължината на пречиствателното съоръжение е  71,5 м, а ширината 20 м. Това е едно компактно изпълнение на пречиствателното съоръжение. Пречиствателната вода се зауства във открит водоприемник.

Технологична схема  Biomar®ASB-OSB

1. Смесително-изравнителен резервоар към станцията за неутрализация
2. Метан реактор с топлообменник за рекупериране на топлината
3. Аеробен раектор със система за нитрификация-денитрификация
4. Резервоар за утайка
5. Резервоар за утайка
6. Вторичен утаител със система за възвръщане на активна утайка
7. Станция за обезводняване на утайка
8. Биофилтри
9. Крайна филтрация, стъпало за дезинфекция
10. Машинно отделение, дозаторна станция
11. Биофилтър

Високоефективния анаеробен реактор Biomar ^® AHP се прилага в следните отрасли на промишлеността:

• Производство на бира
• Питейна индустрия
• Преработка на картофи
• Целулозно-хартиена промишленост
• Производство на биогорива
• Млекопреработка
• Третиране на мая

Приложението на този тип реактори е свързано със значително намаляване на инвестиционните разходи и необходимостта от голяма площ за разпоагане. Но както всяко едно високотехнологично оборудване Biomar ^® AHP изисква висока квалификация на обслужващия персонал.

Опитът при внедряването на немските технологии и експлоатацията на пречиствателни съоръжения показва, че немската техника е надеждна, икономически изгодна и позволява предприятията да изпълнят всички законодателни изисквания в областта на третирането на отпадъчните води.

Основните източници на отпадъчни води в пивоварните са:

• CIP-процеси на измиване на технологично оборудване, линии, мощности.
• Загуби на продукт, преработка на продукти с изтекъл срок на годност, тестови продукти
• Битови отпадни води, столова

Анаеробни пречиствателни съоръжения за пивоварни. Области на приложение. Отпадъчни води от пивоварни.

Отпадъчните води от пивоварните се характеризират с високо ниво на съдържание на органични вещества (ХПК 4000-6000 мг/л), неразтворени вещества, риск от попадане на мая и дрожди.

За прилагането на анаеробен реактор за третирането на отпадъчните води е необходимо да се предвиди  стадий за предварително третиране на отпадъчните води, за да се отстранят попадналото зърно и дрожди. За отделяне на зърно и други едри частици се използва механично третиране с барабанно сито. Барабанното сито има отвори с големина около 1 мм, което позволява отделяне на частици с размер по-голям от 1 мм. Попадането на тези вещества в последващите етапи на третиране води до тяхното натрупване и води до риск от повреждане на основното оборудване (помпи вентили фитинги и др.), а също така може да възпрепятства нормалното функциониране на анаеробния реактор (изнасяне на анаеробна активна утайка). Наличието на дрожди може да окаже негативно влияние на биологичните пречиствателни съоръжения, особено ако съоръжението има аеробно стъпало за третиране (аеробен реактор). Попадането на дрожди в аеробния реактор, където активно се използва система за аериране на отпадъчните води, може да доведе до тяхното размножаване и нарушаване на нормалното функциониране на работата на самия аеробен реактор, както и на следващите етапи на третиране. За отделянето на дрождите в пречиствателните съоръжения за третиране на отпадъчните води от пивоварни и малцерай винаги се предвижда допълнително стъпало за предварително третиране и тяхното отделяне.

След предварителна обработка отпадъчните води постъпват в анаеробното стъпало за третиране с метанреактор Biomar ASB или Biomar ASBx. Метанреакторът тип Biomar ASBx се отличава от  реактора Biomar ASB по подобрената система за управление на вътрешните потоци, модернизираната система за разделяне на 3 фази и по-компактното изпълнение.  В метанреактора се разграждат повече от  90 % (до 95%) от всички органични вещества (ХПК и БПК₅) с отделяне на биогаз (до 80 % метан). Биогазът може да бъде използван в предприятието за получаване на пара или електроенергия. Важно е да се отбележи, че изгарянето на биогаза е възможно както в отделен модул, така и в централното котелно на предприятието(по-изгоден вариант заутилизация на биогаза). Специфичната производителност на метанреактора в пивоварна съставлява 5-7 кг ХПК на /м³ анаеробен реактор.

Метанреакторите Biomar могат да бъдат използвани в пивоварни, които са разположени в сурови климатични условия. Например анаеробни пречиствателни съоръжения са разположени и се експлоатират в Хабаровск и Ангарск в Русия.

Отпадъчните води след анаеробно третиране могат да бъдат заустени директно в канализацията или да бъдат третирани допълнително чрез анаеробна технология за достигане на нормите за заустване във водоприемник.  Цялостния процес на анаеробно третиране е напълно автоматизиран и интегриран в общата система за контрол и визуализация на пречиствателното съоръжение. Това позволява на обслужващия персонал да обслужва с лекота биологичното пречиствателно съоръжение и да извършва навреме необходимите корекции.