Trattamento delle acque reflue di alimenti e bevande

Pubblicato il E liquami

Trattamento delle acque reflue di alimenti e bevande

Gli obiettivi del trattamento delle acque reflue di alimenti e bevande sono sostanzialmente gli stessi, ma a causa di diversi processi produttivi, anche la composizione degli inquinanti è diversa, quindi anche il focus del trattamento è leggermente diverso.

Processi di trattamento comuni per il trattamento delle acque reflue di alimenti e bevande

Che si tratti di un impianto di trasformazione alimentare o di un impianto di bevande, in genere utilizzano la seguente combinazione di processi:
Screening → Serbatoio di equalizzazione → Regolazione del pH → Flottazione con aria disciolta (DAF) → Trattamento anaerobico (UASB/IC) → Trattamento aerobico (MBBR/MBR/Fanghi attivi) → Sedimentazione → Filtrazione → Disinfezione → Scarico o riutilizzo dell'acqua
Dove:
  • Screening: Rimuove il particolato di grandi dimensioni.
  • Serbatoio di equalizzazione: Bilancia il volume e la qualità dell'acqua.
  • DAF: Rimuove grasso e solidi sospesi.
  • Trattamento anaerobico (UASB/IC): Degrada efficacemente elevate concentrazioni di materia organica.
  • Trattamento aerobico (MBBR/MBR): Rimuove ulteriormente COD, CORPO, e azoto ammoniacale.
  • Trattamento avanzato: Raggiunge lo scarico conforme o il riutilizzo dell'acqua trattata.
Fonti di inquinamento Fabbrica alimentare Fabbrica di bevande
MERLUZZO & CORPO ★★★★★ ★★★★★
Solidi sospesi ★★★★★ ★★★☆☆
Grasso, Olio & Grasso ★★★★★ ★☆☆☆☆
Zucchero ★★★☆☆ ★★★★★
Proteina ★★★★★ ★★☆☆☆
Azoto ammoniacale ★★★★☆ ★★☆☆☆
Colore ★★☆☆☆ ★★★☆☆
PH ★★★☆☆ ★★★★☆

trattamento delle acque reflue di alimenti e bevandeQuali sono i principali problemi affrontati dal trattamento delle acque reflue nell’industria alimentare

Acque reflue provenienti da impianti di trasformazione alimentare (carne, prodotti lattiero-caseari, prodotti acquatici, frutta e verdura, prodotti in scatola, cibi surgelati, ecc.) è tipicamente caratterizzato da alti livelli di materia organica, alti livelli di olio, e alti livelli di solidi sospesi.

L’obiettivo principale del trattamento delle acque reflue nell’industria di trasformazione alimentare non è semplicemente quello di rendere l’acqua più pulita, ma per rimuovere gli inquinanti organici, grasso, solidi sospesi, e nutrienti per garantire che le emissioni soddisfino gli standard ambientali locali o consentano il riutilizzo dell’acqua.

Obiettivo dell'elaborazione Principali inquinanti Attrezzature di elaborazione comuni
Rimuovere la materia organica MERLUZZO, CORPO UASB, MBBR, MBR, Sistemi biochimici
Rimuovere i solidi sospesi SS Schermo a barre, vasca di sedimentazione, DAF
Rimuovere il grasso NEBBIA Separatore d'olio, DAF
Rimozione dell'azoto ammoniacale NH₃-N AL, A²/O, MBBR
Rimozione dell'azoto totale e del fosforo totale TN, TP Rimozione biologica di azoto e fosforo, rimozione chimica del fosforo
Elimina l'odore H₂S, NH₃ Sistema di deodorizzazione
Emissioni conformi agli standard Inquinanti completi Sistema completo di trattamento delle acque reflue
Riutilizzo dell'acqua recuperata Inquinanti residui UF + RO + UV/Ozono

Rimozione di BOD e COD dalle acque reflue

I processi di produzione alimentare generano grandi quantità di:

  • Zuccheri
  • Amido
  • Proteine
  • Residui alimentari
  • Oli animali e vegetali
Tutto ciò porta a:
  • COD estremamente elevato (Domanda chimica di ossigeno)
  • BOD estremamente elevato (Domanda biochimica di ossigeno)

Lo scarico diretto esaurirà l'ossigeno nei corpi idrici, causando l’esaurimento dell’ossigeno nei fiumi e nei bacini artificiali, e influenzando la vita acquatica.

Attrezzatura comune utilizzata nella rimozione di BOD e COD

  • UASB
  • Reattore IC
  • Digestore anaerobico
  • MBBR
  • MBR
  • Sistema a fanghi attivi

Attrezzatura comune utilizzata nella rimozione di BOD e COD

Obiettivi del trattamento della rimozione di BOD e COD

  • Ridurre il carico di inquinamento organico.
  • Rispettare gli standard sulle emissioni ambientali.

Rimozione dei solidi sospesi dalle acque reflue

La lavorazione degli alimenti genera SS:

  • Bucce di frutta
  • Foglie vegetali
  • Scarti di carne
  • Resti d'ossa
  • Farina
  • Chicchi di riso
  • Sedimento
Queste SS possono causare:
  • Blocco del tubo
  • Difficoltà nell'utilizzo delle apparecchiature successive
  • Effluente torbido
Finalità del trattamento:
  • Ridurre la torbidità
  • Proteggere le apparecchiature di lavorazione successive

Attrezzatura comune utilizzata per rimuovere i solidi sospesi dalle acque reflue

  • Schermo a barre
  • Schermo del tamburo rotante
  • Flottazione ad aria disciolta (DAF)
  • Serbatoio di sedimentazione

Rimozione di oli grassi e grassi dalle acque reflue

Questo processo è particolarmente adatto per:
  • Lavorazione della carne
  • Impianti di lavorazione alimentare
  • Cucine centrali
  • Piante lattiero-casearie
Il grasso lo farà:
  • Intasare i tubi
  • Ridurre l’efficienza del sistema di trattamento biologico
  • Causa un grave accumulo di schiuma
Scopo della rimozione della nebbia nel trattamento delle acque reflue：
  • Prevenire il blocco dei tubi
  • Migliorare l'efficienza del trattamento biochimico

Attrezzatura comune utilizzata nel trattamento FOG:

  • Trappola per grasso
  • Separatore d'olio
  • Sistema DAF

Attrezzatura comune utilizzata nel trattamento FOG

 

Rimozione dell'azoto ammoniacale dalle acque reflue

Principali fonti di azoto ammoniacale:

  • Decomposizione delle proteine
  • Lavorazione della carne
  • Lavorazione dei frutti di mare
  • Industria della fermentazione
Livelli eccessivi di azoto ammoniacale lo faranno:
  • Avvelena la vita acquatica
  • Mancato rispetto degli standard di dimissione
Il trattamento di rimozione dell'azoto ammoniacale può ridurre il rischio di eutrofizzazione e garantire che gli effluenti soddisfino i requisiti di scarico.

Processi comuni dell'azoto ammoniacale nel trattamento delle acque reflue

  • Nitrificazione biologica & Denitrificazione
  • Processo A/O
  • Processo A²/O
  • MBBR

Rimozione di azoto e fosforo

Le acque reflue dell’industria alimentare sono spesso ricche di:
  • Azoto
  • Fosforo
Se scaricato nei fiumi, può causare:
  • Eutrofizzazione
  • Fioriture cianobatteriche
  • Fioriture algali

Metodi di trattamento per rimuovere azoto e fosforo

  • Rimozione biologica dei nutrienti
  • Rimozione chimica del fosforo
Le acque reflue della lavorazione degli alimenti si producono facilmente:
  • Solfuro di idrogeno
  • Ammoniaca
  • Odore organico
Obiettivi del trattamento:
  • Migliorare l'ambiente di fabbrica
  • Soddisfare i requisiti di protezione ambientale
L’obiettivo finale è soddisfare le normative ambientali locali, ad esempio:
  • MERLUZZO
  • CORPO
  • SS
  • NH₃-N
  • TN
  • TP
  • pH
Quindi per soddisfare gli standard di scarico delle condutture municipali o di scarico diretto.

Raggiungere il riutilizzo dell’acqua

Sempre più aziende alimentari stanno cercando di farlo:
  • Risparmia acqua
  • Ridurre i costi operativi
  • Soddisfare i requisiti ESG e di sostenibilità
È possibile utilizzare l'acqua di trattamento:
  • Lavaggio pavimenti
  • Circolazione di raffreddamento
  • Irrigazione degli spazi verdi
  • Acqua ausiliaria di processo (a seconda dei requisiti di qualità dell'acqua)

Metodi comunemente utilizzati nel riutilizzo dell'acqua:

  • Ultrafiltrazione (UF)
  • Osmosi inversa (RO)
  • Sterilizzazione UV
  • Disinfezione con ozono

Quali sono i principali problemi affrontati dal processo di trattamento dell’acqua nell’industria delle bevande

L'obiettivo principale del trattamento delle acque reflue nelle fabbriche di bevande è rimuovere elevate concentrazioni di inquinanti organici, zuccheri, solidi sospesi, e sostanze nutritive, regolare i livelli di pH, e garantire che le acque reflue soddisfino gli standard di scarico o vengano riutilizzate come acque grigie.
Durante la produzione di bevande (come il succo, bevande gassate, bevande al tè, bevande a base di latte, birra, e bevande funzionali), le acque reflue provengono principalmente dalla pulizia delle attrezzature (CIP), imbottigliamento, miscelazione degli ingredienti, lavaggio pavimenti, e scarico della linea di produzione. Perciò, è caratterizzato da un elevato COD, BOD elevato, alto contenuto di zucchero, e grandi fluttuazioni del pH.
Obiettivo dell'elaborazione Principali inquinanti Attrezzature di elaborazione comuni
Rimuovere la materia organica MERLUZZO, CORPO Trattamento biologico anaerobico e aerobico
Rimuovere gli zuccheri Saccarosio, glucosio, fruttosio Biodegradazione
Rimuovere i solidi sospesi Polpa di frutta, foglie di tè, e residui di imballaggio Schermo a barre, DAF, vasca di sedimentazione
Regolare il pH Soluzioni detergenti acide e alcaline Neutralizzazione e regolazione
Rimozione di azoto e fosforo NH₃-N, TN, TP Rimozione biologica di azoto e fosforo
Rimuove colore e odore Pigmenti, materia organica Elaborazione profonda
Riutilizzo dell'acqua recuperata Inquinanti residui UF + RO + UV/Ozono

Rimozione di BOD e COD dalle acque reflue

Le principali fonti di inquinamento includono:
  • Sciroppi
  • Succhi di frutta
  • Alcol
  • Amido
  • Acidi organici
  • Additivi alimentari

le fonti principali causano merluzzo e corpo elevati

Queste sostanze organiche portano ad elevate concentrazioni di COD e BOD nelle acque reflue. Lo scarico diretto esaurirà l’ossigeno disciolto nei corpi idrici e avrà un impatto negativo sull’ambiente ecologico.

Processi di trattamento comuni del corpo & rimozione del merluzzo dalle acque reflue delle bevande:

  • UASB (Coperta di fanghi anaerobici a riflusso)
  • Reattore IC (Reattore Anaerobico a Circolazione Interna)
  • MBBR (Reattore a biofilm a letto mobile)
  • MBR (Bioreattore a membrana)
  • Processo a fanghi attivi

Rimozione dello zucchero dalle acque reflue delle bevande

Una delle caratteristiche più importanti delle acque reflue delle bevande è il loro elevato contenuto di zucchero. Lo zucchero aumenta rapidamente COD e BOD e fermenta facilmente durante lo stoccaggio e il trasporto, producendo sapori sgradevoli. Perciò, necessita di essere degradato attraverso un sistema di trattamento biologico.
Principali fonti di zuccheri:
  • Fruttosio
  • Glucosio
  • Saccarosio
  • Sciroppo
Lo scopo di questo trattamento è ridurre il COD e prevenire la fermentazione e gli aromi sgradevoli.

Rimozione dei solidi sospesi dalle acque reflue delle bevande

Le acque reflue dell'industria delle bevande possono contenere:
  • Polpa di frutta
  • Foglie di tè
  • Residui di caffè
  • Ritagli di etichette
  • Frammenti di imballaggio
Obiettivi del trattamento:
  • Ridurre la torbidità
  • Prevenire l'intasamento delle apparecchiature a valle

Attrezzature comuni nel trattamento delle acque reflue delle bevande:

  • Schermo a barre
  • Vaglio a tamburo rotante
  • Serbatoio di sedimentazione
  • Flottazione ad aria disciolta (DAF)

Regolazione del pH nel trattamento delle acque reflue

Nella produzione di bevande, pulizia delle attrezzature (CIP) utilizza tipicamente:
  • Soluzione detergente a base di idrossido di sodio
  • Acido nitrico
  • Acido fosforico
  • Acido citrico
  • Acido carbonico
  • Sistema di pulizia CIP
Perciò, le acque reflue possono essere acide o alcaline, che richiedono un aggiustamento del pH prima di entrare nel sistema di trattamento biologico per fornire un ambiente adatto al successivo trattamento biologico.

Rimozione di colore e odore

Se produce:
  • Bevande al tè
  • Bevande al caffè
  • Bevande a base di succhi di frutta
  • Bevande funzionali
  • Birra
Le acque reflue possono avere un certo grado di colore e odore, che richiedono un ulteriore miglioramento della qualità dell’acqua attraverso il trattamento biologico, adsorbimento su carbone attivo, o trattamento avanzato.

Rimozione di azoto e fosforo

Alcune acque reflue delle bevande (soprattutto latticini e bevande fermentate) contiene una certa quantità di azoto e fosforo, che devono essere ridotti attraverso processi biologici di rimozione dell’azoto e del fosforo per prevenire l’eutrofizzazione dei corpi idrici.

Raggiungere standard di emissione o consentire il riutilizzo delle acque reflue

Dopo il trattamento completo, l'effluente può ottenere quanto segue:
  • Rispettare gli standard locali sulle emissioni ambientali
  • Scarico nella rete fognaria comunale
  • Riutilizzo per scopi non potabili come il lavaggio delle apparecchiature, irrigazione più verde, e circolazione di raffreddamento, ridurre i costi dell’acqua per le imprese.

In totale

Il trattamento delle acque reflue di alimenti e bevande si concentra sulla rimozione di elevate concentrazioni di inquinanti organici (CODICE/COD), solidi sospesi (SS), grassi, oli e grassi (NEBBIA), zuccheri, nutrienti (azoto e fosforo), colore, e fluttuazioni del pH. Sistemi di trattamento avanzati garantiscono la conformità normativa, ridurre l’impatto ambientale, e consentire il riutilizzo sostenibile dell’acqua.