Cap.9. NDEPRTAREA REZIDUURILOR LICHIDE I SOLIDE DIN INDUSTRIA ALIMENTAR

9.1. Poluarea apei n industria alimentarApele care prin folosire i-au modificat proprietile iniiale reprezint ape reziduale, care reintroduse n circuitul apelor naturale conduce la impurificarea acestora.Apele reziduale din industria alimentar sunt reprezentate prin apele de transport i splare a materiei prime, apele tehnologice, apele de condens sau de rcire, apele de la splarea i dezinfecia spaiilor de procesare, a utilajelor i ambalajelor, apele de la instalaiile sanitare. Agenii poluani ai acestora sunt reprezentai de materii minerale sau organice dizolvate sau n suspensie, de forme de energie (cldur, radioactivitate) i de organisme vii, microorganisme banale sau patogene (Maria Turtoi, 1998).

9.1.1. Indicatorii de apreciere a polurii apeiGradul de poluare al unei ape reziduale se urmrete nainte i dup epurare, prin determinarea urmtorilor indicatori:- pH-ul (SR ISO 10523/1997);- suspensiile solide fixe i volatile i substanele dizolvate (STAS 6953/1981);- CBO5-ul, consumul biochimic de oxigen la 5 zile, n mg/l, necesar pentru oxidarea biochimic a materiilor organice la temperatura de 20C i n condiii de ntuneric (STAS 6560/1982);- CCO-ul, consumul chimic de oxigen, n mg/l pentru oxidarea srurilor minerale oxidabile i a substanelor organice, determinat prin metoda cu permanganat de potasiu (STAS 9887/1974) sau cu bicarbonat de potasiu (STAS 9888/1974). ntre cei doi indicatori exist urmtoarele corelaii:CCO = CBO21CCO = 1,46 x CBO5iar pentru prezena n ap a substanelor nebiodegradabile CCO > CBO21;- prezena azotului (STAS 7312/1983), ntlnit sub form de amoniac liber (STAS 8683/1970), azot organic, nitrai (STAS 8900/1/1971) i nitrii (STAS 8900/2/1971);- prezena srurilor: sulfii (STAS 7661/1989), sulfai (STAS 8601/1970), cloruri (STAS 8663/1970);- prezena 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 i potasiu (STAS 8295/1969), siliciu (STAS 9375/1973), aluminiu (STAS 9411/1983), cadmiu (STAS 7852/1980) etc.;- prezena substanelor organice greu biodegradabile: cianuri (STAS 7685/1979), toluen (STAS 8484/1969), anilin (STAS 8507/1970), benzen (STAS 8508/1970), naftalin (STAS 8562/1970), furfurol (STAS 8685/1970), chinolein (STAS 8716/1970), compui hidroxiaromatici (STAS 8891/1971) etc.;- prezena microorganismelor, care contribuie la procesul de epurare sau la mbolnvirea oamenilor i animalelor. Prezena microorganismelor patogene impune necesitatea dezinfectrii apei la ieirea din staia de epurare (STAS 3001/1991).9.1.2. Caracteristicile apelor reziduale din industria alimentar0. Apele reziduale din industria de prelucrare a lapteluiApele reziduale provenite din procesele tehnologice de prelucrare a laptelui conine cantiti importante de proteine, lipide i lactoz. Datorit acestor componente, simpla deversare, fr o prealabil purificare, ar contribui la poluarea mediului nconjurtor.Apele reziduale din ntreprinderile de prelucrare a laptelui sunt formate din ape reziduale industriale, poluante; ape reziduale menajere provenite de la grupurile sanitare i ape reziduale convenional curate (de rcire, nclzire i de condensare), nepoluate.n ntreprinderile de obinere a laptelui de consum i a produselor lactate acide, apele reziduale industriale se compun numai din apele de splare i de curire rezultate la recepia laptelui materie prim sau la umplerea recipienilor, la igienizarea mijloacelor de transport (cisterne), a pasteurizatoarelor, a vaporizatoarelor etc. Aceste ape conin urme de lapte i substane chimice folosite pentru curire i dezinfecie.Apele reziduale industriale includ i apele de splare rezultate de la procesarea untului (zara). De obicei, datorit coninutului de lipide i de sruri minerale, primele ape de splare a untului se folosesc n scop furajer.n anumite situaii, zerul obinut de la fabricarea brnzeturilor este evacuat cu apele reziduale. Deoarece acesta reprezint un factor important de poluare, se recomand utilizarea lui n hrana animalelor sau valorificarea pe alte ci.Celelalte componente ale apelor reziduale industriale din ntreprinderile de prelucrare a laptelui sunt aproape exclusiv ape de splare i curire a aparatelor, recipientelor i a slilor de fabricaie.Din punct de vedere igienic, o atenie deosebit se va acorda apelor de splare a slii de primire a laptelui materie prim i a bidoanelor, ct i sedimentul de la bactofugare, deoarece acestea prezint riscul de a conine microorganisme patogene.Din punct de vedere biochimic, apele reziduale de la ntreprinderile de prelucrare a laptelui ocup o poziie deosebit, deoarece pot trece foarte repede n stadiul de fermentaie acid datorit coninutului lor n lactoz. n acest proces, lactoza poate fi transformat n acid lactic, acid butiric, acid propionic i gaze (dioxid de carbon, hidrogen). Astfel apele reziduale devin acide, iar scderea pH-ului sub 3 duce la precipitarea proteinelor. Temperatura de 28-35C a apelor reziduale accelereaz procesele fermentative.Volumul apelor reziduale industriale, de la ntreprinderile de prelucrare a laptelui, este dependent de tipul de produs lactat ce urmeaz a fi prelucrat, de capacitatea de prelucrare, de gradul de reutilizare a apei etc.Compoziia medie a apelor reziduale rezultate de la o ntreprindere de prelucrare a laptelui este prezentat n tabelul 29.Tabelul 29Compoziia medie a apelor reziduale rezultate de la o ntreprindere de prelucrare a lapteluiTipul de ap rezidualReziduu, mg/lProteineLipideLactozpH

totalfixmg/lmg/lmg/luniti de pH

Primire lapte1500-4600500-1700200-1000300-1100200-14008,3-10,1

Fabricare unt400-7500300-210020-2900100-60020-16006,5-9,7

Fabricare brnzeturi1200-16200400-2900400-2000300-500100-94004,3-7,9

Ape reziduale totale1200-3100700-1800340-380240-350350-9207,4-9,4

Indicatorii medii ai polurii pe categorii de ntreprinderi de industrializare a laptelui sunt prezentai n tabelul 30.

Tabelul 30Indicatorii medii ai polurii pe categorii de ntreprinderi de industrializare a lapteluiTipul de ntreprindereIndicatorii

Debit, m3/m3CCO, mg/lCBO5, mg/lSuspensii, mg/lLipide, mg/lAzot mg/lFosfor, mg/lCloruri, mg/l

Produse lactate15,0800042002600720180120400

Lapte i unt15,71510065005200260030070680

Brnzeturi (telemea i produse proaspete)41,06250030200314004900160065014700

Prima etap n epurarea acestor ape reziduale este separarea grsimilor (trecerea prin separatoare), urmat apoi de o tratare cu coagulani i dezinfectani. Apele reziduale acide (cu coninut de acid lactic) se neutralizeaz cu var pn la pH = 7,6-7,8.Epurarea biologic se poate realiza n mod natural (irigaii) sau dirijat, n biofiltre sau bazine de aerare cu nmol activ, n care apele reziduale se introduc dup o prealabil diluare cu ape de rcire, dac acestea nu sunt refolosite.

0. Apele reziduale provenite din abatoare i din ntreprinderile de prelucrare a crnii i a peteluiApele reziduale provenite de la sacrificarea i jupuirea animalelor, splarea tubului digestiv, prelucrarea crnii, grsimilor i pieilor au un coninut foarte ridicat de materii organice (n soluie i suspensie), cantiti mari de azot i fosfor i o temperatur n general de 30-40C. Deversarea la aceast temperatur favorizeaz instalarea unui proces de descompunere aerob, foarte rapid, care consum oxigenul. Uneori, descompunerea aerob se continu anaerob, proces nsoit i de eliberarea unor mirosuri neplcute. De asemenea, trebuie menionat posibilitatea transmiterii prin aceste ape a unor germeni patogeni (Salmonella, Mycobacterium etc).Apele reziduale provenite de la prelucrarea petelui conin cantiti mari de solzi, materii organice uor degradabile, ct i cantiti mari de cloruri i acid acetic, rezultate de la conservare. Prin deversare, acestea produc efecte asemntoare celor produse de apele reziduale din industria crnii.Pe lng cele prezentate, un component deloc neglijabil din apele reziduale provenite din abatoare i ntreprinderile de prelucrare a crnii i petelui l constituie grsimile, a cror deversare n apele receptoare trebuie mpiedicat.Volumul apelor reziduale, raportat la numrul de animale sacrificate, variaz n limite foarte largi i depinde de capacitatea abatorului i de specia animalelor sacrificate.Caracteristicile apelor reziduale provenite din abatoare i din ntreprinderile de prelucrare a crnii sunt prezentate n tabelul 31.

Tabelul 31Caracteristicile apelor reziduale provenite din abatoare i din ntreprinderile de prelucrare a crniiIndicatoriAbatoareProduse din carne

viteporci

Volum, m3/cap1,50,542,77

pH, uniti de pH7,4-

Reziduu total, mg/l41003590-

Materii n suspensie, mg/l820720650

CBO5, mg/l1250016300920

Azot total, mg/l154122137

Grsimi, mg/l98150-

Prima etap n epurarea apelor reziduale este recuperarea grsimii (trecerea prin separatoare), care va fi folosit la fabricarea spunurilor.O metod de ndeprtare a apelor reziduale din abatoare este amestecarea acestora cu reziduurile solide oreneti, care le absorb, urmat de compostare. Pentru a preveni putrefacia se adaug var.Epurarea fizico-chimic se realizeaz prin coagulare cu sulfat de aluminiu (300mg/l) i var (500mg/l), urmat de decantare. n urma compostrii, nmolul obinut devine un bun ngrmnt. Etapa biologic a epurrii se realizeaz prin folosirea la irigaii sau dirijat n biofiltre sau n instalaii cu nmol activ.

0. Apele reziduale din industria zahruluiDin punct de vedere cantitativ i calitativ, cele mai importante ape reziduale provenite de la fabricarea zahrului din sfecl de zahr sunt: apele reziduale de la transport i splare, apele reziduale de la difuzie i presare i apele de condens.Apele de la transport i splare conin cantiti mari de materii n suspensie. Acestea sunt reprezentate de pmntul aderent (cca 5-10% din greutatea brut a sfeclei) i din substanele organice dizolvate, provenite de la sfecl i frunze. Coninutul biochimic de oxigen variaz de la cteva sute de mg/l la cteva mii, n funcie de gradul de recirculare.Apele de la difuziune i presare sunt foarte bogate n materii organice dizolvate i coloidale. Aceste ape pot ajunge la ncrcturi de cteva zeci de mii de mg/l CBO5, n care poate fi prezent i zahr n concentraii de 0,15-0,30%. Apele reziduale de la difuziune i presare conin i cantiti nsemnate de nutrieni: azotul poate ajunge de la zeci la sute de mg/l, iar fosforul total la cca 250mg/l. Deversarea acestor ape ntr-un ru produce nnmolirea acestuia, iar consumul rapid de oxigen n zona de vrsare (datorit temperaturilor ridicate a apelor reziduale) duce la dispariia oxigenului. Acest proces este nsoit de fermentaii anaerobe generatoare de miros neplcut specific i de dezvoltarea unor biocenoze specifice apei murdare. Datorit efectului toxic al saponinelor rezultate de la difuziune-presare i consumul oxigenului, s-a constatat o morbiditate excesiv a petilor. Diluarea de 5-6 ori a acestor ape duce la dispariia efectului toxic.Apele reziduale de condens sau de la purificare ajung calde n cursurile de ap receptoare, provocnd n general o poluare slab, asemntoare apelor de rcire normale.Caracteristicile apelor reziduale din industria zahrului sunt prezentate n tabelul 32.

Tabelul 32Caracteristicile apelor reziduale din industria zahruluiIndicatori Ape reziduale de la

Transport i splareDifuziune i presarePurificare

Volum, m35-111,4-2,04-5

Materii n suspensie, mg/l400-800150450

CBO5, mg/l200-30012501420

CCO, mg/l125-20008501000

Azot total, mg/l90-200015000-2500050-250

Fosfor, mg/l10-250

n general, fabricile de zahr lucreaz cu circuite de ap mai mult sau mai puin nchise n diverse stadii de tratare a sfeclei, ceea ce simplific mult problema apelor reziduale. n aceste fabrici, volumul apelor reziduale reprezint doar o parte a celor prezentate mai sus, depinznd de cantitatea de ap proaspt introdus n diferitele etape tehnologice.

0. Apele reziduale din industria uleiurilor i grsimilorApele reziduale provenite din industria uleiurilor vegetale sunt reprezentate, n special, de cele rezultate la procesele de rafinare la care se adaug apele de condens. Acestea conin uleiuri, emulsii, materii organice cu azot etc. Consumul de oxigen este ridicat, provocnd deficit de oxigen n cursul de ap receptor.Grsimile animale coninute de ap formeaz la suprafaa acesteia pelicule care mpiedic transferul de oxigen.n funcie de pH-ul acestor ape, exist i posibilitatea dezvoltrii microorganismelor.

0. Apele reziduale din industria amidonuluiApele reziduale provenite de la fabricarea amidonului din cartofi sau porumb conin cantiti mari de materii n suspensie, de obicei au pH acid i valori ridicate ale CBO5. Aceste ape sunt predispuse la fermentare lactic i favorizeaz dezvoltarea rapid a bacteriilor i mucegaiurilor, care consum foarte repede oxigenul din apa receptorului. Acest proces este nsoit de fermentaii anaerobe cu formare de acizi i hidrogen sulfurat. De asemenea, aceste ape pot forma o spum persistent, iar evacuarea lor, fr o epurare prealabil, ntr-un curs de ap cu debit relativ redus duce rapid la degradarea calitii acestuia.Apele reziduale de la fabricarea amidonului din cartofi sunt constituite din:1. ape de splare i transport a cartofilor, care conin materii nisipoase i particule de pmnt (n proporie de 5-20% din greutatea tuberculilor), elemente solubile ale cartofilor (n diluie foarte mare), particule fine de pulp i granule de amidon (n cantiti mici);1. ape tehnologice: ape cu pulp, care conin cantiti mari de substane organice (solubile sau insolubile) i n cantiti mai mici sruri minerale (mai ales compui cu potasiu i fosfor); ape de splare a amidonului; ape de la splarea crbunelui activ cu acid clorhidric sau carbonat de sodiu i ape de condens.n aceste fabrici procesul de recirculare se aplic numai apelor de transport i splare.n fabricile de amidon din porumb, apele reziduale ncrcate cu substane proteice, apele de splare a amidonului ct i cele folosite pentru nmuiere i umflare sunt recirculate i utilizate n primul stadiu al fabricaiei (Maria Turtoi, 1998). Prin concentrarea reziduurilor se obine un produs util, extractul de porumb.Caracteristicile apelor reziduale de la fabricarea amidonului sunt prezentate n tabelul 33.Tabelul 33Caracteristicile apelor reziduale de la fabricarea amidonuluiIndicatori Amidon din:

porumbcartofigru

Volum ape reziduale, m3/t6,5167,8

pH-ul, uniti de pH4,5-5,05-63,4-4,7

Materii n suspensie, mg/l8001000-1500100-2600

Reziduu fix, mg/l6000-150001000-54004750-6200

CBO5, mg/l6000-120001000-20004500-6900

Azot total, mg/l300400200-300

Apele reziduale de la fabricile de amidon pot fi supuse unei epurri biologice artificiale, n instalaii cu nmol activ sau biofiltre, chiar fr preepurare.Pentru realizarea condiiei de evacuare impuse (un CBO5 final mai mic de 50mg/l), ct i pentru evitarea construirii unor instalaii de dimensiuni exagerate, epurarea biologic trebuie s se fac n dou trepte. Aplicarea unei ncrcturi ridicate n prima treapt i a uneia mai mici n cea de a doua, permite obinerea unei eficiene de epurare de 98-99%.Folosirea procedeului cu nmol activ, ca prim treapt, prezint avantajul utilizrii unor instalaii compacte (economii de spaii i materiale de construcie) i al efecturii tratamentului fr degajare de mirosuri.

0. Apele reziduale din industria conservelor de fructe i legumeApele reziduale din industria conservelor vegetale provin de la splarea materiilor prime proaspete, din procesul tehnologic (oprire), de la tratamentul termic de pasteurizare i rcire (ape de condens) i de la splarea i igienizarea spaiilor de producie, a utilajelor i ambalajelor. Aceste ape conin cantiti nsemnate de materii n suspensie (pielie, coji, resturi de fructe i legume, pmnt etc.) i substane organice dizolvate din sucurile fructelor i legumelor prelucrate. Datorit coninutului variabil de acizi, glucide i protide, aceste ape au un consum biochimic de oxigen ridicat.Caracteristicile apelor reziduale din industria conservelor de fructe i legume sunt prezentate n tabelul 34.

Tabelul 34Caracteristicile apelor reziduale din industria conservelor de fructe i legumeProdusulVolumul de ape reziduale, m3/tpHMaterii n suspensie, mg/lCBO5, mg/l

Caise20,3-29,7-260200-1000

Ciree19,56,220750

Ciuperci29,7-50-25075-400

Fasole21-25,77,660-85160-600

Mazre9,8-264,7272-400380-4700

Morcovi6,2-9,77,11850520-3000

Pepene galben9-20-790-25002850-6900

Piersici22,3-37-6001350

Roii (ntregi)17-454,9179-1200180-3400

Sfecl roie1,8-29,57,116001500-5500

Spanac10-757,090-580280-730

Varz10-21,55,660-6301400-6300

Viine6-20-20-600700-2100

Cu toate c substanele organice coninute de aceste ape sunt uor degradabile, coninutul sczut de azot i fosfor impune necesitatea adugrii de substane nutritive pentru a stimula epurarea biologic. La evacuarea fr epurare a acestor ape apare posibilitatea unor fermentaii acide, care duneaz calitii receptorului, faunei acesteia i influeneaz negativ activitatea microorganismelor aerobe cu rol important n epurare.Epurarea acestor ape const n: trecerea apelor de splare prin deznisipator, decantoare pentru separarea nmolului i epurare biologic n biofiltre.

0. Apele reziduale din industria malului, berii i buturilor rcoritoareApele reziduale din industria malului provin, n special, de la: golirea linurilor de nmuiere (apele de splare a orzoaicei sau orzului); splarea i curirea spaiilor de producie, a spaiilor anexe i a utilajelor; rcire i condensare. Volumul i compoziia acestora variaz n funcie de procesul de malificare i de recirculare a apelor de nmuiere. Din punct de vedere al compoziiei, apele reziduale proaspete de la mlrii sunt soluii diluate de glucide, protide solubilizate i sruri minerale (mai ales fosfai) n care se gsesc n suspensie particule de pmnt, praf, fragmente de grune etc. Aceste ape intr repede n faza de fermentare acid, cu formare de acizi (lactic, butiric, formic), urmat de putrefacie.Din industria berii rezult ape reziduale concentrate, provenite de la diferite operaii ale procesului tehnologic i ape reziduale mai diluate, constituite din apele de splare a spaiilor, rezervoarelor, conductelor i ambalajelor. Apele reziduale concentrate reprezint maximum 0,5% din debitul total de ap evacuat i conine cca 24% din ncrcarea organic exprimat prin CBO5. Coninutul ridicat n materii organice degradabile i prezena microorganismelor duc la instalarea rapid a proceselor fermentative, asociate cu acidulri sau putrefacii.Apele reziduale din industria buturilor rcoritoare nu produc o poluare deosebit. Aceste ape provin ndeosebi de la splarea sticlelor i rezervoarelor de nmagazinare, amestecare i filtrare; au caracter alcalin i o ncrcare organic exprimat prin CBO5 de cca 2-3 kg/m3 lichid.ndeprtarea etichetelor la splarea sticlelor recirculate mrete mult cantitatea de materie n suspensie n apele reziduale. Efectele duntoare ale deversrii acestor ape sunt asemntoare cu cele ale apelor reziduale menajere.Caracteristicile medii ale apelor reziduale provenite din industria malului, berii i buturilor nealcoolice rcoritoare sunt prezentate n tabelul 35.

Tabelul 35Caracteristicile apelor reziduale provenite din industria malului, berii i buturilor rcoritoareIndicatoriApe reziduale din industria

maluluiberiibuturilor rcoritoare

Volumul de ape reziduale1,9-2,7 m3/t3-5-40-60 m3/hl1,5-1,8 m3/ m3

PH6,0-7,73,7-12,8alcalin

Materii n suspensie, mg/l220560-900-

CBO5, mg/l700-160024-48202000-3000

CCO, mg/l820-1400128-84202500-4200

Azot, mg/l30-80100-

Fosfor, mg/l15-3520-

Epurarea apelor reziduale din industria malului i a berii const n trecerea acestora prin sit i decantor, urmat de neutralizarea acizilor cu var. Aceste ape pot fi utilizate la irigaii sau, dup amestecarea cu apele reziduale oreneti, pot fi supuse epurrii biologice.

0. Apele reziduale din industria spirtului i drojdieiVolumul i caracteristicile apelor reziduale rezultate de la fabricarea spirtului (alcoolului etilic) depinde de felul materiei prime i de tehnologia utilizat. Deversarea acestor ape produce receptorului consumarea rapid a oxigenului, urmat de o fermentare anaerob acid cu producere de mirosuri neplcute. n general, ns, cea mai mare parte a reziduurilor (borhotul) nu sunt evacuate n ap, ci sunt recuperate i folosite ca furaj pentru animale sau pentru fertilizarea terenurilor agricole.Apele reziduale de la fabricarea drojdiei de panificaie sau furajere, pot fi difereniate n funcie de materia prim (melas, borhoturi, leii sulfitice, zer, hidrolizate de lemn etc.) utilizat n procesul tehnologic, dar are i caracteristici comune. Astfel, toate aceste ape au caracter acid (pH = 4-5) i conin n stare dizolvat glucide, rini, gume, acizi organici etc. ncrcarea organic, destul de mare, produce consumarea oxigenului din apa receptoare, cu degajare de mirosuri neplcute i dezvoltare microbian. De asemenea, coninutul de furfurol, rini i tanani a acestor ape au efect toxic asupra petilor. Prezena srurilor de amoniu i a fosfailor adugai n procesul tehnologic de obinere a mediului nutritiv corespunztor dezvoltrii drojdiilor, substane neconsumate n totalitate, sporete efectul eutrofizant.Caracteristicile apelor reziduale rezultate din industria spirtului i drojdiei sunt prezentate n tabelul 36.

Tabelul 36Caracteristicile apelor reziduale rezultate din industria spirtului i drojdieiIndicatoriApe reziduale din industria:

spirtuluidrojdiei

de la fermentarede splare i transportdup prima separare a drojdieifinal

Culoare--galben-nchisgalben-nchis

PH6,47,05-7,216,04,1

Reziduu uscat, mg/l25510540-245091781696

CBO5, mg/l42340120083001100

Azot total, mg/l--27142

Sulfai, mg/l--938113

Apele reziduale de splare sunt epurate prin metode fizico-chimice, iar cele tehnologice i biologic. Dac condiiile permit, se poate folosi chiar epurarea biologic natural. Apele reziduale de la fabricarea spirtului pot fi epurate i anaerob, dac materiile organice depesc concentraia de 2. Epurarea mixt const n descompunerea anaerob a substanelor organice n prima etap, urmat de o descompunere aerob n bazine deschise, apoi n biofiltre.

0. Apele reziduale din industria vinuluiApele reziduale din industria vinului sunt constituite din apele de splare a: utilajelor (pieselor etc.), drojdiei rmase n vasele de fermentare, ambalajelor i spaiilor tehnologice. Evacuarea lor nu este permis direct n cursurile de ap receptoare.

9.2. Epurarea apelor reziduale din industria alimentarEpurarea apelor reziduale reprezint ansamblul de procedee prin care coninutul de impuriti de natur mineral, organic, chimic i biologic al acestora este redus sub limita tolerat de receptor (reeaua de canalizare care face legtura cu staia de epurare a localitii, ape curgtoare etc.).

9.2.1. Condiii de deversare a apelor reziduale n cursuri de apDeversarea apelor reziduale n cursurile de ap receptoare trebuie s nu pericliteze flora i fauna acvatic a acestora sau s fac apa improprie pentru industrie sau pentru consum (ca ap potabil).n ara noastr, apele de suprafa receptoare se mpart n trei categorii de bazine:I bazine naturale pentru alimentri centrale cu ap potabil;II bazine pentru alimentarea cu ap a industriei alimentare i a centrelor piscicole;III bazine numai pentru agrement sau scopuri arhitectonice.Condiiile de deversare ale apelor reziduale n cursuri de ap receptoare naturale, pe categorii, conform STAS -ului 4706/1988 sunt prezentate n tabelul 37.

Tabelul 37Condiiile de deversare ale apelor reziduale n cursuri de apIndicatoriUnitate de msurCategoria apelor de suprafa

IIIIII

1234

Condiii pentru regimul oxigenului

Oxigen dizolvat, mg/l654

CBO5, mg/l max.5712

CCO-Mn, mg/l max.101525

CCO-Cr, mg/l max.102030

Condiii de mineralizare

Cloruri, mg/l max.250300300

Sulfai, mg/l max.200400400

Calciu, mg/l max.150200300

Magneziu, mg/l max.50100200

Reziduu uscat la 105C, mg/l max.75010001200

Tabelul 37 (continuare)1234

Materii n suspensie n apele reziduale naintea deversrii funcie de gradul de diluie

Gradul de diluie0-20 mg/l max.20-4025-6030-100

20-50mg/l max.40-10060-150100-250

50-150 mg/l max.100-300150-450250-750

150-500mg/l max.300-1000450-1500750-2500

Condiii senzoriale i bacteriologice

CuloareFr culoare

MirosFr miros

Coliformi, nr./l max.100.000Nu se normeaz

Indicatorii chimici

pH, uniti de pH6,5-8,5

Amoniac liber, mg/l max.0,10,30,5

Clor rezidual liber, mg/l max.0,005

Cupru, mg/l max.0,05

Detergeni anionici, mg/l max.0,05

Dioxid de carbon liber, mg/l max.50

Fier total, mg/l max.0,311

Fenoli antrenabili cu vapori de ap (monofenoli), mg/l max.0,0010,020,05

Fluor, mg/l max.0,5

Fosfor, mg/l max.

Furfurol, mg/l max.555

H2S i sulfuri, mg/l max.Lips

Mangan, mg/l max.0,10,30,8

Nitrai, mg/l max.1330-

Pesticideerbicide, mg/l max.0,001

insecticide, mg/l max.0,0001

Plumb, mg/l max.0,05

iei i produse derivate, mg/l max.0,10,10,1

Pentru a corespunde acestor condiii de deversare, apele reziduale provenite din industria alimentar trebuie mai nti s fie supuse procesului de epurare. De cele mai multe ori ns, n industria alimentar se practic doar o preepurare a apelor reziduale, care apoi sunt deversate n reeaua de canalizare.

9.2.2. Procedee i instalaii pentru epurarea apelor reziduale9.2.2.1. Preepurarea apelor rezidualeSe realizeaz prin procedee de pretratare care constau n reinerea materiilor n suspensie de dimensiuni mari i medii, reinerea grsimilor i/sau uleiurilor i uniformizarea debitului i concentraiilor.1. ndeprtarea materiilor grosiere n suspensieMateriile grosiere n suspensie sunt reprezentate de resturi vegetale i animale, de buci de lemn i/sau hrtie. ndeprtarea acestora se realizeaz prin trecerea apelor reziduale prin grtare metalice cu spaii adecvate ntre bare, care permit reinerea suspensiilor respective. De obicei se folosesc grtare fine, cu spaii ntre bare de 10-25mm i grtare rare, cu spaii ntre bare de 51-64mm. n funcie de necesiti, se pot folosi i grtare cu spaii mai largi, de 100-150mm. Pentru suspensii de dimensiuni mai mari se pot folosi i site rotative, site plane vibratoare, instalaii de predecantare etc.1. Separarea grsimilor i/sau a uleiurilorGrsimile i uleiurile influeneaz defavorabil procesul de decantare al apelor reziduale. Prin separare, acestea pot fi recuperate i superior valorificate. Separatoarele de grsimi sunt bazine n care se asigur o circulaie lent la partea superioar, unde datorit diferenei de densitate grsimile i uleiurile se separ.Separarea grsimilor i/sau a uleiurilor se impune mai ales pentru apele reziduale de la abatoare, de la fabricile de conserve de carne i pete, de la fabricile de ulei, margarin etc.1. Uniformizarea debitelor i concentraieiUniformizarea debitelor i concentraiei apelor reziduale se realizeaz n bazine de distribuie i colectare a apei prevzute cu: conducte perforate de distribuie, icane, compartimente, sisteme de aerare mecanic (aeratoare de suprafa, agitatoare cu elice etc.) cu viteze de cca 15 rot/min. sau sisteme de aerare pneumatic cu un debit specific de aer de cca 6 m3/m2/h, dispozitive pentru curirea eventualelor depuneri, sistem de evacuare a apei uniformizate.Epurarea apelor reziduale din industria alimentar se realizeaz mecanico-chimic i biologic. n cazul apelor puternic poluate, ns, se aplic i o postepurare.

9.2.2.2. Epurarea mecanico-chimic a apelor rezidualeEpurarea mecanico-chimic reprezint treapta primar de epurare, care are ca scop eliminarea materiilor n suspensie. Aceast metod, n funcie de necesiti, cuprinde urmtoarele etape: coagularea chimic, decantarea, neutralizarea i clorinarea, iar n anumite situaii i extracia, adsorbia i flotarea.Coagularea chimic se aplic pentru ndeprtarea suspensiilor fin dispersate i a coloizilor de natur anorganic i/sau organic cu diametrul cuprins ntre 1 i 100 nm, din apele reziduale. Coagulanii produc destabilizarea coloizilor, urmat de floculare, care genereaz particule de dimensiuni mari ce pot fi ndeprtate prin sedimentare, flotare sau filtrare. Ca i coagulani, cei mai utilizai sunt sulfatul feros, clorura feric, varul i sulfatul de aluminiu. n funcie de compoziia apelor se aplic doze de 100-1000 mg/l. Prezena unor sruri sau detergeni anionici necesit doze mai mari.Decantarea se aplic apelor reziduale pentru ndeprtarea materiilor n suspensie cu sau fr coagulare. Se face n decantoare care pot fi orizontale, verticale, radiale sau multietajate.n decantor, viteza cu care circul apa este de 5-15 m/s, iar timpul de trecere, n funcie de natura suspensiilor, este de 1-2 ore.Neutralizarea apelor reziduale decantate este obligatorie pentru apele care conin cantiti mari de acizi sau baze.Se realizeaz prin:1. amestecarea apelor reziduale cu caractere diferite (acid + baze) naintea deversrii;1. amestecarea apelor cu caracter acid cu ap de la reea;1. adaosul de ageni de neutralizare (var).Clorinarea apelor reziduale se aplic atunci cnd exist riscul prezenei microorganismelor patogene i a unor larve. n acest caz doza de clor lichid este de 1-30 mg/l.Extracia se bazeaz pe diferena de solubilitate a poluanilor din apele reziduale n dou lichide nemiscibile aflate n contact intim. Se folosete n special pentru ndeprtarea fenolului din apele reziduale.Adsorbia se folosete pentru ndeprtarea substanelor organice n concentraii sczute, cum sunt detergenii i unele substane heterociclice, care sunt dificil sau imposibil de ndeprtat prin tratament biologic convenional.Flotarea se folosete pentru ndeprtarea materiilor solide din ap, dup saturarea acesteia cu aer sub presiune.

9.2.2.3. Epurarea biologic a apelor rezidualeEpurarea biologic reprezint treapta secundar de epurare, care urmrete reducerea coninutului de substane uor degradabile cu ajutorul microorganismelor prezente natural sau introduse n acest scop.Datorit coninutului mare n substane organice, apele reziduale din industria alimentar se supun epurrii biologice. Procesele biochimice ale epurrii apelor reziduale din industria alimentar sunt aceleai ca n cazul epurrii apelor menajere, dar viteza de degradare este mai mic.Epurarea biologic poate fi natural sau artificial.1. Epurarea biologic naturalFolosete capacitatea natural de autoepurare a solului i apelor, care asigur un grad de epurare de peste 90%. Se realizeaz prin cmpuri de irigare, cmpuri de infiltrare i iazuri biologice. Datorit suprafeelor mari de teren necesare, epurarea biologic natural are aplicaii restrnse.Cmpurile de irigare sunt terenuri pe care apa este distribuit prin pompare sau curgere natural, dispersarea acesteia fiind realizat prin anuri de irigare sau tuburi de drenaj perforate ngropate n sol la 0,5 m adncime.Cmpurile de infiltrare necesit sisteme de drenaj prin care apa ajunge n sol. Acestea, de obicei, se amenajeaz mpreun cu cmpurile de irigare n situaiile n care irigarea la suprafa, din motive igienice, nu este permis. n ambele situaii, degradarea poluanilor din apele reziduale se realizeaz de ctre microorganismele existente n sol.Iazurile biologice (Fig.13) sunt lacuri naturale sau artificiale de 0,5-1,5 m adncime, care nu necesit aerare artificial i previn impurificarea apelor subterane. Degradarea substanelor organice, n acest caz, se datoreaz microorganismelor existente n ap i se realizeaz prin procese de autoepurare natural.32CO21BacteriiAlgeO2h

Fig.13 Iaz biologic:1-alimentare cu ap rezidual; 2-fund impermeabilizat; 3-evacuare ap tratat.B. Epurarea biologic artificial Se realizeaz n condiii controlate i folosete culturi de microorganisme. Descompunerea substanelor organice se poate realiza pe cale aerob, anaerob sau mixt.Epurarea biologic aerob se realizeaz n prezena oxigenului de ctre microorganismele aerobe (bacterii, drojdii i mucegaiuri).Epurarea biologic anaerob se realizeaz n prezena unor bacterii facultative i anaerobe, care n prima etap descompun substanele organice pn la acizi organici, ca apoi n etapa urmtoare s transforme aceti acizi cu obinere de biogaz (metan i dioxid de carbon).Epurarea biologic aerob se realizeaz n instalaii cu biomas fix (biofiltre sau contactoare rotative) i n bazine cu nmol n care biomasa este distribuit n toat apa supus tratrii.Biofiltrele sunt filtre cu material filtrant (piatr spart, mase plastice etc.) pe care microorganismele ader i formeaz un strat activ biologic (biofiltru).Instalaiile de aerare cu nmol activ realizeaz epurarea biologic n prezena unui amestec de microorganisme (bacterii, protozoare, metazoare i mucegaiuri), n care rolul principal l au bacteriile. Aerul este asigurat folosind diferite procedee de aerare.Schema unei instalaii de epurare a apelor reziduale folosind un bazin de aerare cu nmol activ este prezentat n Fig.14.

17654321089

Fig.14 Instalaie de epurare cu bazin de aerare cu nmol activ:1 - alimentare cu ap rezidual; 2 - bazin de egalizare; 3 - bazin de amestecare ape reziduale cu soluii de sruri nutritive; 4 - bazin de aerare cu nmol activ; 5 - agitator; 6 - evacuare ap tratat; 7 - decantor de nmol; 8 - evacuare nmol; 9 - raclor pentru evacuarea nmolului din decantor; 10 - vas preparare soluii nutritive.

Contactoarele rotative sunt instalaii de epurare cu biomasa fixat pe discuri rotative la care aerarea se realizeaz alternativ.Epurarea biologic anaerob se realizeaz n aparate nchise, care nu permit accesul aerului, numite fermentatoare anaerobe. Procesul de degradare anaerob este mai lent comparativ cu cel aerob i cuprinde dou etape.n prima etap, denumit etapa acetogen, microorganismele anaerobe care particip la degradare secret enzime care transform moleculele organice complexe, prezente n apele reziduale, n compui mai simpli ca: acizi (acetic, propionic, butiric), aldehide, cetone etc.n etapa a doua denumit etapa metanogen, compuii simpli rezultai sunt transformai de celulele bacteriene n ap, dioxid de carbon i metan.Cantitatea i compoziia gazului rezultat din fermentare este dependent de compoziia organic a apei reziduale supuse epurrii i de natura microorganismelor.Schema unui fermentator anaerob cu nclzire printr-un schimbtor de cldur extern este prezentat n Fig.15.

567849112111032

Fig.15 Fermentator anaerob cu nclzire printr-un schimbtor de cldur extern:1 - alimentare cu ap rezidual concentrat sau cu nmol; 2 - robinet cu mai multe ci; 3 - schimbtor de cldur; 4 - fermentator anaerob; 5 - biogaz; 6 - sistem de reglare a presiunii; 7 - decantor secundar; 8 - evacuare ap tratat; 9 - evacuare nmol excedentar spre valorificare; 10 - pomp recirculare nmol; 11 - nmol recirculat; 12 - pompe recirculare pentru meninerea temperaturii n fermentator.

9.2.2.4. Epurarea teriar i postepurareaEpurarea teriar este necesar numai n cazul apelor reziduale puternic poluate i const n eliminarea substanelor minerale i organice nebiodegradabile. Exemplu: apele reziduale provenite de la fabricile de valorificare a reziduurilor din industria laptelui obinerea cazeinei clorhidrice i a cazeinailor.Postepurarea const n operaii suplimentare de filtrare pe nisip, postaerare sau dezinfecie pentru reducerea numrului de microorganisme sub anumite limite.Aceste operaii se introduc n schema de epurare n funcie de caz (Maria Turtoi, 1998).

0. ndeprtarea reziduurilor soliden spaiile de producie, reziduurile solide sunt colectate n recipiente de capacitate mic, confecionate din materiale impermeabile, care se nchid etan, cu capace proprii ce pot fi ridicate cu o pedal de picior. Acestea vor fi golite n containere metalice, transportate cu mijloace auto speciale, sau n lipsa acestora, n recipiente mai mari sau bazine din ciment pentru depozitarea pn la evacuare. Dup golire, recipientele, bazinele i containerele trebuie bine splate i apoi bine dezinfectate cu o soluie de clorur de var 15-20%.Amplasarea recipientelor sau bazinelor pentru recipiente solide trebuie s se fac la o distan de cel puin 25 de metri de spaiile de producie.ntreprinderile mari de industrie alimentar, datorit volumului mare de reziduuri solide, rezultate din procesul tehnologic, trebuie s fie prevzute cu crematorii; incinerarea fiind un mijloc radical i sigur de distrugere a reziduurilor n condiii igienice.Dup colectare, deeurile vor fi transportate cu autovehicule speciale la gropile de gunoi, indicate i aprobate de organele sanitare.Depozitarea controlat reprezint mijlocul cel mai simplu i cel mai avantajos din punct de vedere economic de debarasare de deeuri.La stabilirea unui astfel de amplasament se va lua n considerare distana fa de centrele populate, care trebuie s fie de 6-10 km; direcia dominant a vntului; adncimea i sensul de scurgere al apelor freatice i de relieful terenului, recomandndu-se gropi, rampe etc.n depozitarea controlat, deeurile sunt ntinse n straturi de 20-40cm grosime i apoi compresate cu utilaje corespunztoare (buldozere). Dup ce s-a realizat grosimea dorit, aceste grmezi sunt acoperite cu pmnt.Compostarea const n transformarea deeurilor solide menajere, organice de origine vegetale sau animale, printr-un proces natural de macerare (fermentare), ntr-un produs inofensiv folosit ca ngrmnt agricol.Incinerarea este mijlocul cel mai radical, de mare randament, pentru distrugerea reziduurilor solide n condiii igienico-sanitare corespunztoare, dar are dezavantajul c necesit investiii mari pentru construcia respectiv i pentru instalaiile de reinere a fumului i gazelor emanate.O atenie deosebit trebuie acordat recuperrii, reutilizrii i transformrii deeurilor, fiind cunoscute rezultatele obinute prin recuperarea hrtiei, sticlei, metalelor i reutilizarea acestora ca materii prime, a regenerrii uleiurilor arse, a transformrii deeurilor din industria crnii n furaj pentru animale etc.Pentru o valorificare superioar, aceste deeuri vor fi depozitate separat, vor fi pstrate ct mai puin timp, pentru a se evita alterarea i vor fi transportate n condiii corespunztoare la ntreprinderile de prelucrare sau direct la consumatorii animali (borhotul de la fabricile de zahr, de bere, de spirt etc.).

Cap.10 . VALORIFICAREA I NEUTRALIZAREA DEEURILOR DE ORIGINE ANIMAL

Valorificarea i neutralizarea deeurilor i confiscatelor de origine animal prezint o importan deosebit, att din punct de vedere economic, ct i din punct de vedere al prevenirii i combaterii bolilor transmisibile i a polurii mediului nconjurtor.Deeurile i confiscatele de origine animal pot constitui:1. surse de contaminare n cazul n care provin de la animale bolnave de boli transmisibile;1. suport nutritiv pentru dezvoltarea insectelor i roztoarelor;1. poluani (prin produii rezultai din descompunerea lor) ai mediului ambiant.Calitatea finurilor proteice obinute din aceste subproduse i deci eficiena economic a procesrii acestora este condiionat de operativitatea prelucrrii.Legislaia sanitar veterinar romneasc stipuleaz obligativitatea prelucrrii materiilor organice de origine animal n finuri proteice i grsimi industriale, dar nu exclude distrugerea prin incinerare a acestora.Transportul cadavrelor, deeurilor i confiscatelor de origine animal trebuie s se fac cu mijloace de transport etane, special carosate i autorizate anual de Direciile Sanitare Veterinare Judeene.Prelucrarea cadavrelor de animale mari i mijlocii se realizeaz n unitile industriale de producere a finurilor proteice furajere care i desfoar activitatea n baza avizului sanitar veterinar emis de Direciile Sanitare Veterinare i sub strict control sanitar veterinar de stat.Funcionarea acestor uniti este condiionat de dotarea tehnologic, care trebuie s permit industrializarea ntregului material ecarisat i transformarea acestuia n produse finite salubre, libere de germeni patogeni (Decun, 1997).Cadavrele de psri din societile Avicola ct i deeurile de abator sunt prelucrate n instalaiile existente n acestea.Deeurile i confiscatele de abator se prelucreaz n instalaiile existente n abator i n unitile industriale de producere a finurilor proteice furajere.Dintre obligaiile unitilor industriale de producere a finurilor proteice furajere stipulate n Legea sanitar veterinar amintim:1. ridicarea i transportarea cu mijloace proprii a cadavrelor, deeurilor i confiscatelor de origine animal din unitile zootehnice i abatoare;1. efectuarea de necropsii;1. eliberarea de buletine de analiz i trimiterea lor la circumscripiile sanitare veterinare interesate, iar n anumite situaii direciilor sanitare veterinare judeene;1. prelucrarea materialului ecarisat n finuri proteice, grsimi industriale, pr etc.;1. distrugerea prin metode fizico-chimice a materialului ecarisat, cu grad ridicat de alterare;1. instituirea de msuri care s evite difuzarea de boli transmisibile i poluarea mediului ambiant etc.Unitile industriale de producere a finurilor proteice furajere trebuie s fie mprejmuite cu gard plin, din plci de beton, nalte de 2,5 m i s aib incinta pavat (betonat) n totalitate pentru a putea fi uor decontaminat. Incinta se mparte, printr-un gard de acelai tip constructiv, ntr-un sector contaminat (murdar) i unul necontaminat (curat). Fiecare sector trebuie s aib filtru sanitar, dotat corespunztor. Echipamentul de protecie va fi colorat diferit pentru fiecare sector.Sectorul contaminat este prevzut cu:1. un peron acoperit pentru descrcarea materialului ecarisat;1. ncperi separate pentru necropsierea, jupuirea, tranarea cadavrelor i recoltarea de probe pentru examenul de laborator;1. un crematoriu pentru incinerarea cadavrelor, care nu se preteaz ca prospeime pentru industrializare i a acelora a cror deschidere este interzis prin lege;1. o staie de splare i dezinfecie pentru mijloacele de transport;1. o staie pentru tratarea apelor uzate.Sectorul necontaminat cuprinde mai multe ncperi n care au loc autoclavarea, extragerea i decontaminarea grsimilor, mcinarea i ambalarea produselor finite, examinarea fizico-chimic i bacteriologic a fiecrei arje de produs finit i a probelor prelevate din cadavre, srarea i pstrarea pieilor, prului, copitelor i ongloanelor.Prelucrarea materialului ecarisat trebuie s se fac n maximum 24 de ore de la primire, n autoclave la temperatura de 130C, presiune de 2,7 atmosfere, timp de 90 de minute.Apele uzate sunt colectate n bazine de decantare i dezinfectate cu clorur de var nainte de evacuarea din unitate.Indicele sanitar al eficienei sterilizrii este reprezentat de testul pentru Clostridium perfringens i Salmonella.