Oczyszczanie ścieków z rzeźni i zakładów przetwórstwa mięsnego

• 1. Przemysł przetwórstwa mięsnego i rzeźnie.
• 2. Powstawanie ścieków w rzeźni i podczas przetwórstwa mięsa
• 3. Skład ścieków z rzeźni i zakładów przetwórstwa mięsnego
• 4. Technologie oczyszczania ścieków z rzeźni
  • 4.1. Obróbka wstępna
  • 4.2 Oczyszczanie fizykochemiczne
    • 4.2.1. Koagulacja i flokulacja
    • 4.2.2. Flotacja powietrzem rozpuszczonym
  • 4.3 Oczyszczanie biologiczne
    • 4.3.1. Oczyszczanie beztlenowe
    • 4.3.2. Oczyszczanie tlenowe
    • 4.3.3. Sztuczne tereny podmokłe
    • 4.3.4 Proces FBR
    • 4.3.5. System biologiczny ze stałym złożem                                                       
• 5. Oczyszczanie wtórne ścieków
• 6. Ponowne wykorzystanie ścieków w rzeźni
  • 6.1 Zaawansowane procesy filtracji
  • 6.2 Dodatkowa dezynfekcja
  • 6.3 Zaawansowane procesy utleniania
  • 6.4 Przetwarzanie składników odżywczych
• 7. Wydajność technologii
• 8. Wnioski

1. Przemysł przetwórstwa mięsnego i rzeźnie

Istnieją różne rodzaje zakładów mięsnych w zależności od przetwarzanych zwierząt (drób, świnie, bydło…) oraz od wytwarzanych produktów (świeże, gotowe do spożycia, peklowane, gotowane…). Z reguły w tego typu zakładach strefy uboju są oddzielone od stref przetwórstwa, ponieważ są to różne procesy, podobnie jak odpady, które powstają w ich wyniku.

Jedną z branż wytwarzających ścieki o największej biodegradowalności są rzeźnie i zakłady przetwórstwa mięsnego. Wynika to z faktu, że większość zanieczyszczeń powstających na różnych etapach i podczas poszczególnych operacji tych procesów ma pochodzenie biologiczne (odpady organiczne, krew, tłuszcz, sierść, skóra, kości itp.).

Chociaż są to ścieki ulegające biodegradacji, nie oznacza to, że procesy ich oczyszczania są proste, ze względu na wysoką zawartość substancji organicznych; ponadto należy przestrzegać bardzo rygorystycznych środków higienicznych, zgodnie z normami żywnościowymi określonymi w obowiązujących przepisach. W procesach czyszczenia i dezynfekcji oprócz pary wodnej stosuje się zazwyczaj również środki chemiczne, takie jak środki powierzchniowo czynne i biocydy, które często mają negatywny wpływ na procesy biologiczne, co należy wziąć pod uwagę przy ich doborze i odpowiednim zarządzaniu.

2. Wytwarzanie ścieków w rzeźni i podczas przetwórstwa mięsa

Ścieki powstają głównie w wyniku uboju zwierząt oraz czyszczenia sprzętu i miejsc pracy. Oto niektóre czynności, podczas których powstają ścieki:

• Hodowla: Po dostarczeniu zwierząt przeznaczonych do uboju umieszcza się je w oborach, gdzie powstają odchody i inne odpady (w większej ilości w przypadku ptaków)

• Ubój zwierząt: Podczas uboju do mycia zwierząt używa się wody. Woda ta może zawierać pozostałości krwi, tłuszczu i innych substancji biologicznych.
• Mycie sprzętu i miejsc pracy: Po uboju i rozbiorze zwierząt konieczne jest regularne czyszczenie sprzętu i narzędzi w celu zachowania standardów higieny. Obejmuje to spłukiwanie wodą narzędzi, stołów roboczych, podłóg i innych powierzchni.
• Przetwarzanie produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego: Rzeźnie mogą przetwarzać produkty uboczne pochodzenia zwierzęcego, takie jak wnętrzności, kości, tłuszcz i inne tkanki. Podczas tych czynności mogą powstawać ścieki w wyniku mycia i czyszczenia tych materiałów.
• Obróbka skór: W niektórych rzeźniach skóry zwierząt mogą być poddawane procesom garbowania i obróbki w celu późniejszego wykorzystania w przemyśle skórzanym. Czynności te wiążą się z użyciem wody i środków chemicznych, co może powodować powstawanie ścieków zawierających substancje zanieczyszczające. W takich przypadkach zaleca się oddzielenie tych ścieków od pozostałych i poddanie ich specjalnej obróbce.

Istnieją różne możliwości odprowadzania ścieków z rzeźni:

• Bezpośrednie zrzuty do środowiska.
• Zrzut do miejskiej oczyszczalni ścieków.
• Ponowne wykorzystanie uzdatnionej wody w poszczególnych obszarach.

Każda opcja wymaga innych standardów oczyszczania, przy czym bezpośredni zrzut i ponowne wykorzystanie podlegają najsurowszym normom, ponieważ oczyszczalnie ścieków na terenach przemysłowych lub miejskie są wyposażone w linie do oczyszczania ścieków.        

Jako wartość orientacyjną dotyczącą przepływu ścieków przyjmuje się średnie zużycie wody wynoszące 5 litrów na każdy kilogram masy ciała zwierzęcia przeznaczonego do uboju. W przypadku ptaków wartość ta jest wyższa (5–10 l/kg).

4. Technologie oczyszczania ścieków z rzeźni

Oczyszczalnie ścieków dla rzeźni i zakładów przetwórstwa mięsnego obejmują etap wstępnego oczyszczania, oczyszczanie pierwotne, wtórne i trzeciorzędne, a także dodatkowe etapy w przypadku, gdy planowane jest ponowne wykorzystanie oczyszczonych ścieków i odzyskiwanie cennych zasobów. 

4.1. Obróbka wstępna

Do najczęściej stosowanych technologii w procesie wstępnej obróbki należą:

Przesiewanie i homogenizacja.

Koniecznym etapem wstępnego oczyszczania ścieków z rzeźni jest przesiewanie mechaniczne, które usuwa duże zanieczyszczenia, zapobiegając ich przedostawaniu się do oczyszczalni. Bez przesiewania system może ulec zatkaniu, a urządzenia elektromechaniczne – awarii, co może skutkować problemami z działaniem i krótkotrwałym spadkiem wydajności procesu.

Zazwyczaj przed zbiornikiem wyrównawczym, którego pojemność zależy od zróżnicowania natężenia przepływu i składu zrzutów, umieszcza się kratę do oddzielania cząstek gruboziarnistych o wielkości około 30 mm. Kraty te są zazwyczaj wykonane z prętów i wyposażone w system czyszczący składający się ze zgarniacza, który przenosi oddzielone cząstki stałe do przylegającego zbiornika lub kontenera. Następnie umieszcza się sito do cząstek drobnych o rozstawie oczek około 3 mm. Zazwyczaj jest to sito typu drabinkowego lub sito filtracyjne. W tym przypadku należy pamiętać, że resztki stałe w połączeniu z tłuszczami mogą łatwo powodować zatykanie się sita, dlatego wskazane jest zastosowanie dobrego systemu czyszczenia, najlepiej automatycznego. W przypadku ubojni drobiu należy uwzględnić obecność piór, które stanowią dodatkowy potencjalny problem w tym procesie wstępnego oczyszczania. Na rynku dostępne są sita przeznaczone specjalnie do tych zastosowań.

Często stosuje się obejście systemu przesiewania, wyposażonego w kratę z ręcznym zgrzebłem, w celu przeprowadzenia prac naprawczych lub konserwacyjnych na głównej linii.                  

W zbiorniku homogenizacyjnym zainstalowane są systemy mieszania i napowietrzania dostosowane do jego wymiarów i geometrii, co ma na celu poprawę wymieszania ścieków oraz zapobieganie powstawaniu martwych punktów i stref beztlenowych, które mogłyby powodować rozkład osadzonej materii organicznej, a co za tym idzie – problemy związane z fermentacją i nieprzyjemnymi zapachami. Często przeprowadza się również wstępną neutralizację kwasem lub sodą, do czego wykorzystuje się urządzenia do dozowania odczynników sterowane za pomocą pH-metru.

4.2 Oczyszczanie fizykochemiczne

Ścieki zawierają znaczne ilości substancji koloidalnych i rozpuszczonych o charakterze organicznym i niskiej gęstości. Dotyczy to tłuszczów, resztek tkanek i krwi. Jedną z najbardziej praktycznych metod wstępnego oczyszczania ścieków z rzeźni jest flotacja z użyciem rozpuszczonego powietrza (DAF), dzięki której zanieczyszczenia te są znacznie redukowane.

4.2.1. Koagulacja i flokulacja

Jednak przed flotacją należy przeprowadzić proces koagulacji/flokulacji. W trakcie koagulacji cząstki koloidalne obecne w ściekach z rzeźni łączą się w większe cząstki zwane koagulami. Cząstki koloidalne w ściekach z rzeźni mają przeważnie ładunek ujemny, co sprawia, że są stabilne i odporne na agregację. Z tego powodu dodaje się koagulanty z jonami o ładunku dodatnim, aby destabilizować cząstki koloidalne, ułatwiając w ten sposób proces separacji. Najczęściej stosowane koagulanty to koagulanty nieorganiczne na bazie metali, takie jak siarczan glinu, chlorowodorek glinu, chlorek żelaza(III), siarczan żelaza(III) i polichlorek glinu. W zależności od wybranego koagulantu konieczne będzie dostosowanie pH, aby działał on w odpowiednich warunkach; tak na przykład PAC (polichlorek glinu), oprócz tego, że charakteryzuje się niską toksycznością, może działać dobrze w szerokim zakresie pH i sprzyja tworzeniu się puszystych kłaczków, które łatwo oddzielić metodą flotacji.

Komora koagulacyjna powinna zapewniać czas kontaktu rzędu 5 minut oraz być wyposażona w szybkie mieszadła do mieszania.

Po koagulacji następuje proces flokulacji, który polega na dozowaniu długołańcuchowego polimeru, który zbiera obecne w ściekach koagulat, tworząc większe skupiska zwane flokulami. W zależności od rodzaju zastosowanego flokulantu (kationowego / anionowego / niejonowego) może być konieczna ponowna regulacja pH. Ważne jest, aby starannie dobierać te odczynniki, mając na uwadze odzysk oddzielonych substancji stałych w celu sprzedaży produktów ubocznych.

W procesie flokulacji należy stosować powolne mieszanie przy użyciu odpowiednich łopatek, aby nie rozbić powstałych kłaczków. Czas kontaktu wynosi około 10 minut.

4.2.2. Flotacja powietrzem rozpuszczonym

Ścieki zawierające utworzone kłaczki trafiają do urządzenia do flotacji w celu oddzielenia zanieczyszczeń. Podstawowa zasada flotacji z wykorzystaniem rozpuszczonego powietrza polega na wprowadzaniu do wody mikropęcherzyków powietrza, które przylegają do kłaczków, zmniejszając w ten sposób ich gęstość pozornej, co sprzyja ich unoszeniu się na powierzchni. W ten sposób tłuszcze, oleje i zawiesiny przemieszczają się ku powierzchni systemu DAF, tworząc warstwę szlamu, która jest na bieżąco usuwana przez łopaty zgarniające. System flotacji działa automatycznie i dostosowuje się do przepływu ścieków z rzeźni.

Flotacja z wykorzystaniem rozpuszczonego powietrza charakteryzuje się wysoką wydajnością w przypadku ścieków z rzeźni i zakładów przetwórstwa mięsnego, ponieważ usuwa zawiesiny ze ścieków z wysoką skutecznością, sięgającą nawet 99%.

W oparciu o nasze bogate doświadczenie w oczyszczaniu ścieków z rzeźni zoptymalizowaliśmy nasze instalacje flotacyjne i wprowadziliśmy pewne dostosowania pod kątem tego szczególnego rodzaju ścieków. Dzięki temu osiągamy doskonałe wyniki oczyszczania:

Parametr	COD	Rada Nadzorcza	TSS	Tłuszcz	Olej	Fosfor	Krew
Maksymalna wydajność	85%	85%	95%	99%	98%	95%	90%

Osady uzyskane z systemu DAF charakteryzują się wysokim stężeniem (3–5%), co pozwala zrezygnować z zagęszczacza osadów, a często także z dodatkowych środków chemicznych niezbędnych do dalszego procesu suszenia mechanicznego lub termicznego.

4.3 Oczyszczanie biologiczne

Oczyszczanie wstępne i procesy fizykochemiczne zazwyczaj nie wystarczają do dostosowania ścieków do norm dopuszczalnych dla zrzutu, dlatego konieczne jest oczyszczanie wtórne, które usuwa rozpuszczalne związki organiczne oraz pozostałości po oczyszczaniu wstępnym.

Biologiczne oczyszczanie ścieków z rzeźni to naturalny proces, który nie wymaga stosowania środków chemicznych, z wyjątkiem niektórych składników odżywczych w określonych przypadkach.

Ścieki z rzeźni zawierają duże ilości biodegradowalnej materii organicznej, która ulega rozkładowi pod wpływem działania mikroorganizmów oraz kontrolowanego doprowadzania tlenu. Dobrze zoptymalizowany proces oczyszczania biologicznego pozwala osiągnąć skuteczność usuwania materii organicznej przekraczającą 90%

Klasyfikacja tradycyjnych systemów oczyszczania biologicznego

Ogólnie rzecz biorąc, procesy biologiczne można podzielić na różne rodzaje procesów tlenowych i beztlenowych, przy czym dodatkową opcją są sztuczne mokradła.                 

Oto kilka ogólnych uwag dotyczących każdego z tych systemów:

4.3.1. Oczyszczanie beztlenowe

Fermentacja beztlenowa jest najczęściej stosowanym procesem biologicznym w przypadku tego rodzaju ścieków ze względu na jej skuteczność w oczyszczaniu wysoko stężonych, ulegających biodegradacji ścieków przemysłowych. Związki organiczne są rozkładane przez bakterie beztlenowe w warunkach beztlenowych, w wyniku czego powstaje mieszanka gazów CO₂ i CH₄ (biogaz).

Systemy beztlenowe mają tę zaletę, że charakteryzują się niewielką ilością wytwarzanych osadów, niskim zużyciem energii z możliwością odzysku zasobów (energia z biogazu) oraz wysokim stopniem usuwania ChZT.

Typowe procesy beztlenowe stosowane w oczyszczaniu ścieków pochodzących z przetwórstwa mięsnego to: reaktor beztlenowy z przegrodami, komora fermentacyjna beztlenowa, filtr beztlenowy, osadnik beztlenowy, szamba oraz reaktor beztlenowy z osadem wznoszącym (UASB).

Istnieją również inne technologie procesów beztlenowych, składające się z kolumny zakwaszającej i reaktora biologicznego, które są rozmieszczone pionowo (proces Pakesa, EGSB, ECSB itp.), charakteryzujące się wysoką wydajnością i znacznie zmniejszające powierzchnię niezbędną do ich instalacji.

Uwolnione gazy zawierają dużą ilość metanu (_CH₄), który jest magazynowany w zbiorniku ciśnieniowym (gazometrze) i wykorzystywany jako paliwo w kotle na biogaz. W ten sposób udaje się odzyskać część energii zużywanej przez oczyszczalnię ścieków.                                                                                                     

Pomimo wysokiej wydajności oczyszczanie beztlenowe zazwyczaj nie pozwala osiągnąć wymaganych limitów zrzutu ze względu na wysokie stężenie substancji organicznych w ściekach z rzeźni i w niewielkim stopniu obniża zawartość azotu amonowego w ściekach. W związku z tym zaleca się zastosowanie dodatkowego etapu oczyszczania biologicznego tlenowego w celu usunięcia pozostałych związków organicznych do momentu osiągnięcia dopuszczalnych limitów.

4.3.2. Oczyszczanie tlenowe

Wykorzystanie procesów tlenowych do oczyszczania ścieków ma wiele zalet, w tym niewielkie wydzielanie nieprzyjemnych zapachów, szybkie tempo wzrostu mikroorganizmów oraz zdolność do szybkiego dostosowywania się do zmian temperatury i obciążenia.                                            

Procesy tlenowe są zazwyczaj stosowane do usuwania średnio biodegradowalnej materii organicznej (do około 3–4 g/l ChZT).

W rzeźniach i zakładach przetwórstwa mięsnego nie stosuje się ich zazwyczaj jako bezpośredniego środka po procesie fizykochemicznym z dwóch powodów:

• Wysokie koszty eksploatacyjne wynikające z dużego zapotrzebowania na tlen
• Znaczna ilość osadu wynika z tego, że jest ona bezpośrednio powiązana z ilością zanieczyszczeń, które należy usunąć.

Ponadto instalacje te są znacznie większe ze względu na wysoką zawartość substancji organicznych oraz wymagany czas kontaktu. Dlatego też zaleca się instalowanie ich po procesie oczyszczania beztlenowego.           

Proces biologiczny tlenowy składa się z układu zagęszczania, recyrkulacji i odprowadzania osadu, uzupełnionego o osadnik wtórny, z którego osad czynny jest ponownie wprowadzany do komory napowietrzania w celu utrzymania stałej zawartości suchej masy osadu.

W zależności od ilości wytworzonego osadu przeprowadza się wstępną fermentację osadu, która może mieć charakter tlenowy lub beztlenowy. Nadmiar osadu trafia do zagęszczacza, a stamtąd do suszarni wykorzystującej systemy mechaniczne (filtry taśmowe, prasy filtracyjne, separatory odśrodkowe itp.) lub do suszarni termicznej.                               

System flotacji DAF może zastąpić osadnik wtórny, zwłaszcza gdy pozwala na to charakter osadu (osad lekki), jak ma to miejsce w przypadku ścieków z rzeźni i zakładów przetwórstwa mięsnego. W ten sposób upraszcza się linię oczyszczania (można zrezygnować z zagęszczacza) i uzyskuje się osad o lepszej jakości.

W ostatnich latach technologia MBR zyskuje na popularności jako uzupełnienie oczyszczania wtórnego, umożliwiając utrzymanie wysokich obciążeń MSS w reaktorze biologicznym tlenowym, a tym samym zmniejszając objętość stref utleniania. Technologia MBR pełni również funkcję oczyszczania trzeciorzędowego, ponieważ zastosowane w niej membrany ultrafiltracyjne osiągają stopień filtracji pozwalający na ponowne wykorzystanie wody w procesach o niskich wymaganiach (mycie, czyszczenie, nawadnianie itp.).                                                         

Istnieje wiele różnych systemów tlenowych stosowanych do oczyszczania ścieków z rzeźni, takich jak systemy z osadem czynnym tlenowym, obrotowe dyski biologiczne oraz sekwencyjne reaktory okresowe (SBR).

4.3.3. Sztuczne tereny podmokłe

Sztuczne tereny podmokłe naśladują mechanizmy oczyszczania występujące w naturalnych terenach podmokłych, wykorzystując procesy biologiczne i fizykochemiczne wynikające z interakcji między roślinnością, glebą, mikroorganizmami i atmosferą w celu adsorpcji, biodegradacji, filtracji, fotoutleniania i sedymentacji związków organicznych oraz składników odżywczych.

Sztuczne mokradła wykazały skuteczność w usuwaniu związków organicznych i składników odżywczych w przypadku różnych rodzajów roślinności, osiągając maksymalną skuteczność wynoszącą odpowiednio 99%, 97%, 85% i 78% dla BZT, ChZT, SSV i NTK. Są to proste metody charakteryzujące się niskimi kosztami eksploatacji i utrzymania oraz niewielkim wpływem na środowisko, wymagające jednak dużych powierzchni do ich wdrożenia.

Przykłady reaktorów biologicznych powszechnie stosowanych w oczyszczaniu ścieków pochodzących z rzeźni i zakładów przetwórstwa mięsnego:

4.3.4. Proces FBR

Proces FBR („flotation bio-reactor”) łączy trzy technologie:

• Reaktor biologiczny, w którym odbywa się oczyszczanie biologiczne w obecności tlenu, poprzedzone ewentualnie etapami beztlenowymi i/lub anoksycznymi.
• System klarowania DAF, który pozwala uzyskać idealnie oczyszczoną wodę, którą można odprowadzić.
• Aby zapewnić oczekiwane wyniki kolejnych procesów separacji, konieczne jest dodanie polielektrolitu o działaniu flokulacyjnym do układu flokulacyjnego. Opcjonalnie można dodać koagulant w celu zmniejszenia takich parametrów jak mętność oraz wytrącenia fosforu.

Jest to nowatorski system, który wykorzystuje flotację powietrzem rozpuszczonym jako proces oczyszczania wtórnego w celu poprawy wydajności tradycyjnych systemów. System SIGMA BIODAF – FBR (biologiczny reaktor flotacyjny) wykorzystuje technologię DAF do oddzielania osadu czynnego od wody oraz osiągania bardzo wysokich stężeń biomasy w środowisku reakcyjnym, sięgających nawet 9000 mg/l MLSSV.

Umożliwia przetwarzanie przepływów od 50 do 10 000 m³/dobę oraz stężeń biomasy w reaktorze od 2000 do 9000 mg/l MLSSV.

Dzięki naszym systemom bioflotacji FBR uzyskuje się osady o zawartości suchej masy 3–4 razy większej niż w przypadku jakiegokolwiek systemu konwencjonalnego.                                                     

Połączenie tych technologii pozwala uzyskać idealnie oczyszczoną wodę, którą można odprowadzać zgodnie z przepisami dotyczącymi zrzutu ścieków. Ponadto powstaje osad, który częściowo jest zawracany do reaktora biologicznego w celu utrzymania stałego stężenia biomasy, a częściowo jest usuwany jako osad.

4.3.5. System biologiczny ze stałym złożem

Ścieki z rzeźni charakteryzują się zazwyczaj wysokim stosunkiem N (azotu) do ChZT (chemicznego zapotrzebowania na tlen) po wstępnym oczyszczaniu. Dlatego też procesy biologicznego oczyszczania z nitryfikacją i denitryfikacją są szczególnie odpowiednie. Zazwyczaj nie są potrzebne żadne dodatkowe środki do denitryfikacji, o ile nie dochodzi do wcześniejszego rozkładu związków węglowych.

Kaskadowy reaktor biologiczny ze stałym złożem to niezawodny i wytrzymały proces, który bez problemu radzi sobie zarówno z przeciążeniami, jak i niedomiarami. Jest to system sprawdzony w zakładach przetwórstwa mięsnego, zapewniający doskonałe wyniki w zakresie usuwania ChZT, BZT5, fosforu, azotu i amoniaku ze ścieków pochodzących z rzeźni.

W ramach różnych projektów realizowanych w branży przetwórstwa mięsnego osiągnięto następujące standardy oczyszczania:

Parametr	ChZT	BOD	Azot amoniakalny	N N	Fosfor
Wartość (mg/l)	<100	<10	<5	<3	<1

5. Oczyszczanie ścieków

Ścieki oczyszczone w procesie biologicznym, mimo że spełniają normy określone w obowiązujących przepisach, muszą być również wolne od drobnoustrojów chorobotwórczych, dlatego przed ich odprowadzeniem należy przeprowadzić sterylizację.                                                              

Tradycyjny system polega na utlenianiu za pomocą_Cl₂ lub NaOCl, przy czym zapewnia się wystarczający czas kontaktu (około 15 minut) w komorze, która zazwyczaj ma budowę labiryntową (trocadero).                                                  

 Obecnie obserwuje się tendencję do stosowania innych systemów sterylizacji, takich jak urządzenia wykorzystujące promieniowanie UV o średniej i wysokiej mocy, ozonizatory lub dozowanie innych środków utleniających, które w jak najmniejszym stopniu oddziałują na środowisko (_ClO₂, sole bromu itp.).

Oczyszczone ścieki można również ponownie wykorzystać w niektórych mniej wymagających procesach produkcyjnych (mycie podłóg, czyszczenie itp.), a w tym celu należy je poddać dodatkowym procesom oczyszczania.

6. Ponowne wykorzystanie ścieków w rzeźni

Zużycie wody z sieci wodociągowej w tej branży jest bardzo zróżnicowane, jednak w każdym przypadku typowa rzeźnia wytwarza duże ilości ścieków pochodzących z procesu uboju oraz czyszczenia obiektów. Z tego powodu ponowne wykorzystanie wody oraz odzyskiwanie cennych produktów ubocznych ze ścieków powstających podczas przetwórstwa mięsa stanowią coraz popularniejszy trend w sektorze rolno-spożywczym.

Coraz więcej przedsiębiorstw wymaga stosowania procesów uzdatniania, które umożliwiają zarówno ponowne wykorzystanie wody, jak i odzyskiwanie składników odżywczych oraz nawozów, a także produkcję i wykorzystanie biogazu.

Oczyszczone ścieki z rzeźni mogą być ponownie wykorzystywane do różnych celów, w zależności od jakości oczyszczonej wody i konkretnych wymagań. Oto niektóre z możliwych zastosowań:

• Nawadnianie upraw: Uzdatniona woda może być wykorzystywana do nawadniania upraw rolnych, pod warunkiem że spełnia normy jakości oraz wymogi prawne ustanowione w celu ochrony zdrowia ludzkiego i środowiska.
• Zastosowanie przemysłowe: W niektórych przypadkach uzdatniona woda może być wykorzystywana w procesach przemysłowych, które nie wymagają wody pitnej, takich jak chłodzenie urządzeń, czyszczenie przemysłowe lub czynności produkcyjne, które nie wiążą się z bezpośrednim kontaktem z żywnością lub ludźmi.
• Woda do użytku wewnętrznego: Uzdatniona woda może być ponownie wykorzystywana na terenie rzeźni do czyszczenia, mycia sprzętu, spłukiwania toalet oraz innych zastosowań nieprzeznaczonych do spożycia, które nie wymagają wody pitnej.

Należy pamiętać, że ponowne wykorzystanie uzdatnionej wody musi być zgodne z lokalnymi wymogami i przepisami oraz musi być zarządzane w sposób odpowiedzialny, aby zapewnić ochronę zdrowia ludzkiego i środowiska. Konieczne jest stałe monitorowanie jakości uzdatnionej wody oraz odpowiednie zaprojektowanie systemu uzdatniania, aby zagwarantować spełnienie norm jakości wymaganych do ponownego wykorzystania.

Zazwyczaj konieczne jest zastosowanie dodatkowych technologii i bardziej zaawansowanych metod oczyszczania, aby zapewnić, że oczyszczone ścieki spełniają normy wymagane do ponownego wykorzystania. Do typowych procesów, które można zastosować w celu poprawy jakości wody i umożliwienia jej ponownego wykorzystania, należą:

6.1 Zaawansowane procesy filtracji i separacji soli

Zastosowanie technologii dokładniejszego filtrowania, takich jak filtracja membranowa (mikrofiltracja lub ultrafiltracja), pozwala na usunięcie cząstek zawieszonych, substancji organicznych oraz niektórych zanieczyszczeń chemicznych obecnych w oczyszczonych ściekach.                                                                             

Procesy oddzielania soli i cząsteczek za pomocą membran półprzepuszczalnych stanowią alternatywę w oczyszczaniu ścieków pochodzących z przetwórstwa mięsnego, w przypadku których planuje się ponowne wykorzystanie oczyszczonej wody. Istnieją różne procesy oczyszczania z wykorzystaniem membran, takie jak nanofiltracja (NF) i odwrócona osmoza (RO), które zapewniają skuteczność separacji powyżej 90% w zakresie usuwania soli, substancji organicznych i patogenów.                                                                          

W procesach wykorzystujących membrany należy zwrócić uwagę na ich zanieczyszczenie podczas oczyszczania ścieków, ponieważ odpowiednia obróbka wstępna, konserwacja i procedura wymiany są niezbędne do zapewnienia skuteczności procesu.

6.2 Dodatkowa dezynfekcja

Oprócz procesów dezynfekcji stosowanych w konwencjonalnym uzdatnianiu wody, takich jak chlorowanie czy promieniowanie UV, konieczne może być zastosowanie bardziej rygorystycznych metod dezynfekcji, takich jak dezynfekcja membranowa, zaawansowane chlorowanie lub naświetlanie światłem ultrafioletowym o wysokiej intensywności, aby zapewnić skuteczne wyeliminowanie patogenów i mikroorganizmów.

6.3 Zaawansowane procesy utleniania

Niektóre trwałe zanieczyszczenia chemiczne występujące w ściekach (trwała zawartość ChZT) mogą wymagać zastosowania zaawansowanych procesów utleniania, takich jak ozonowanie lub utlenianie nadtlenkiem wodoru, w celu ich usunięcia.

Zaawansowane procesy utleniania stanowią uzupełniającą metodę oczyszczania po przeprowadzeniu pierwotnego i wtórnego oczyszczania ścieków z rzeźni, wykazując doskonałą skuteczność w rozkładzie substancji organicznych i ponownym wykorzystaniu wody. Istnieje wiele różnych procesów, w tym promieniowanie gamma, ozonowanie, technologia ultradźwiękowa (UST), UV/H₂O₂, UV/O₃ i fotokataliza, które wyróżniają się wysoką szybkością reakcji i bardzo krótkim czasem oczyszczania. Czasami utlenia się cząsteczki trudno rozkładalnej materii organicznej, aby zerwać ich wiązania i ułatwić ich późniejszy biodegradację, co stanowi tańszą alternatywę dla całkowitego utleniania.                                     

Dezynfekcja to kolejna zaleta procesów zaawansowanej utleniania, które mogą unieszkodliwiać patogeny bez konieczności dodawania dodatkowych środków chemicznych, zapobiegając w ten sposób powstawaniu niebezpiecznych produktów ubocznych (THM, pochodne chloru itp.)                                                          

Fotokataliza wykorzystująca procesy oparte na reakcji foto-Fentona, a także fotoutlenianie za pomocą promieniowania UV/H₂O₂, to najczęściej stosowane zaawansowane procesy utleniania w oczyszczaniu ścieków z rzeźni. Chociaż procesy te są zazwyczaj kosztowne, gdy stosuje się je samodzielnie, jako metoda oczyszczania końcowego pozwalają one osiągnąć skuteczność usuwania powyżej 90% w przypadku ścieków wtórnych z rzeźni pod względem TOC (całkowitego węgla organicznego) i ChZT (chemicznego zapotrzebowania na tlen).

6.4 Przetwarzanie składników odżywczych

W zależności od wymagań dotyczących jakości wody ponownie wykorzystywanej oraz lokalnych przepisów może zaistnieć konieczność wdrożenia procesów usuwania składników odżywczych, takich jak denitryfikacja i usuwanie fosforu, aby zapobiec eutrofizacji i chronić jakość wody przyjmującej. 

Należy podkreślić, że projekt i dobór dodatkowych technologii oczyszczania zależą od takich czynników, jak:

• Początkowa jakość ścieków.
• Standardy jakości dotyczące ponownego wykorzystania.
• Wymogi lokalne.
• Specyficzne wymagania rzeźni.

7. Wydajność technologii

Poniższa tabela zawiera technologie najczęściej stosowane do oczyszczania ścieków powstających w rzeźniach i innych zakładach przetwórstwa mięsnego.      

Szczególną uwagę zwraca się na usuwanie związków organicznych i nadmiaru składników odżywczych, mierzonych za pomocą ogólnych parametrów, takich jak BZT, ChZT, TOC, azot całkowity (TN) i fosfor całkowity (TP). Jak widać, skuteczność oczyszczania jest bardzo zróżnicowana i zależy między innymi od takich czynników, jak właściwości ścieków, czas trwania procesu oczyszczania czy stężenie zanieczyszczeń.

Skrót	Koncepcja	Skrót	Koncepcja
UST	Ultrasonografia	WE	Elektrokoagulacja
AF	Flotacja	AL	matowa kreda
kwiecień	Reaktor beztlenowy z przegrodą	SBR	Reaktor sekwencyjny
AS	Napowietrzanie powierzchniowe	AD	Fermentacja beztlenowa
AOP	Zaawansowane utlenianie	CW	Sztuczne tereny podmokłe

Technologia	HRT (h)	BODIN ( mg/l)	CODIN ( mg/l)	TŁUSZCZ ( mg/l)	TNIN ( mg/l)	BODREM (mg/l)	CODREM (mg/l)	TOCREM ( mg/l)	TNREM (mg/l)
WE	1	1123	2171	–	148	–	85	–	–
ABR-AS-AOP	41	4635	–	1200	841	100	–	100	82
SBR	96	–	6580	–	3321	–	81	–	95
AF	46	–	15800	–	–	–	60	–	–
AL	48	5088	9216	–	343	73	59	–	–
SBR	12	–	356	–	175	–	–	–	91
WE	1	1950	3337	–	–	–	78	–	–
SBR	161	4240	6057	1436	576	–	98	–	98
AF	24	–	88	–	–	–	80	–	90
AD	2640	–	18600	–	5200	–	–	–	66
MF	48	–	480	183	115	–	91	45	45
UST-AF-UF	144	–	3000	–	–	–	96	–	–
CW	28	–	468	–	61	–	60	–	46
UF-RO	160	–	7970	–	–	–	80	–	–
AD-AOP	723	658	1494	513	181	98	98	97	31
ABR-AS-AOP	55	1635	2000	1200	841	100	99	100	85
ABR-AS-AOP	10	1831	2043	1691	866	100	99	100	90

8. Wnioski

Przemysł przetwórstwa mięsnego i rzeźnie wytwarzają ścieki silnie zanieczyszczone substancjami ulegającymi biodegradacji, co powoduje ich wysoką wartość ChZT. Wskaźnik ten, ze względu na swój charakter, jest w dużym stopniu biodegradowalny (wysoki udział BZT) i dlatego można go łatwo usunąć w procesach biologicznych oczyszczania. Ze względu na wysoką zawartość substancji stałych konieczne jest zastosowanie linii oczyszczania składającej się zasadniczo z następujących etapów:

HOMOGENIZACJA I ZGRUBNE OBRÓBKA

• Urządzenia do zgrubnego mielenia i przesiewania
• Zbiornik homogenizacyjny z regulacją pH

LECZENIE WSTĘPNE

• Podstawowy system oczyszczania fizykochemicznego składający się z komór koagulacji i flokulacji oraz instalacji do flotacji powietrzem rozpuszczonym (DAF).

OCZYSZCZANIE DRUGORZĘDNE

• Instalacja do biologicznego oczyszczania beztlenowego
• Instalacja do biologicznego oczyszczania tlenowego
• Flotator DAF z wykorzystaniem rozpuszczonego powietrza do oddzielania i recyrkulacji osadu czynnego do strefy biologicznej utleniania tlenowego (zastępuje on dekanter wtórny)
• Dezynfekcja oczyszczonych ścieków

OCZYSZCZANIE TRZECIORZĘDNE (odzysk ścieków)

• Zastąpienie drugiego osadnika lub flotacji DAF przez system MBR
• System odzyskiwania ścieków z wykorzystaniem membran (mF/UF/NF/OI).
• Dezynfekcja

PRZETWARZANIE OSADÓW

• Beztlenowy / tlenowy rozkład osadu
• Przetwarzanie osadu pofermentacyjnego.
• Mechaniczne / termiczne suszenie osadów

Obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny obecny

• Wykorzystanie systemów flotacji DAF zamiast dekanterów.
• Zaawansowane procesy utleniania zamiast procesów biologicznych lub w połączeniu z nimi.

Zastosowanie membran filtracyjnych na różnych poziomach (UF/NF/OI) w zależności od wymagań dotyczących ponownego wykorzystania oczyszczonych ścieków oraz odzysku odpadów (osadów).