Soluzione per il trattamento delle acque reflue di succhi di frutta per bevande
La dimensione del mercato globale delle bevande ha raggiunto 1,6 trilioni di dollari USA entro il 2025 e si prevede che crescerà fino a 2,2 trilioni di dollari USA entro il 2030. Tra queste, i succhi sono una sottocategoria importante, con una dimensione di mercato di circa 152 miliardi di dollari USA nel 2023, e si prevede che si espanderà costantemente a un tasso di circa il 5% annuo nei prossimi cinque anni.
L’industria globale delle bevande si trova in un periodo di trasformazione strutturale, in cui salute, funzionalità e sostenibilità stanno diventando le principali forze trainanti. Sebbene le bevande gassate rappresentino ancora una quota elevata (circa 240 miliardi di dollari USA nel 2024), la loro crescita è rallentata, mentre i prodotti-senza zucchero, funzionali,-a base vegetale e succhi naturali stanno accelerando la loro ascesa. Le bevande a base di succo, con le loro caratteristiche “naturali” e “nutrienti”, mostrano un potenziale di crescita stabile nel contesto della crescente consapevolezza della salute dei consumatori.
1. Panoramica dei clienti per il trattamento delle acque reflue della lavorazione di succhi di bevande
Durante la produzione di succhi, viene generata una grande quantità di acque reflue organiche ad alta-concentrazione, principalmente derivanti dalla pulizia, frantumazione e spremitura della frutta, dal lavaggio delle bottiglie di conserve, dalla pulizia delle attrezzature e dal lavaggio del terreno. Questo tipo di acque sono ricche di sostanza organica, solidi sospesi, azoto ammoniacale e fosforo, con elevata concentrazione di inquinanti e buona biodegradabilità ma difficili da trattare. Se non adeguatamente trattato e scaricato direttamente, inquinerà gravemente il corpo idrico e porterà potenzialmente all’eutrofizzazione. Pertanto, i paesi di tutto il mondo richiedono alle imprese interessate di costruire o aggiornare gli impianti di trattamento delle acque reflue, il che ha dato origine a un’enorme domanda di servizi professionali.
Jinan Guangbo Environmental Protection ha personalizzato un processo integrato "pre-trattamento + anaerobico + aerobico + decolorazione profonda" per le acque reflue ad alto contenuto di zucchero, COD e colore elevato delle acque reflue dei succhi di bevande, che può degradare in modo efficiente le sostanze organiche a base di zucchero-e rimuovere le sostanze pigmentate, ottenendo effluenti stabili e conformi e consentendo il riutilizzo su-demand. Il suo efficiente serbatoio di sedimentazione e il reattore modulare-sviluppati consentono di risparmiare in modo significativo sull'uso del suolo, di abbreviare i cicli di installazione e di adattarsi alle fluttuazioni stagionali del carico di produzione delle fabbriche di succhi. Allo stesso tempo, integra gli schemi di recupero del biogas e di utilizzo delle risorse per la produzione di fertilizzanti, garantendo l'efficacia del trattamento e riducendo i costi operativi, formando un duplice vantaggio competitivo "scarico conforme + riciclaggio delle risorse".
Immagini della produzione di bevande e succhi
II. Trattamento delle acque reflue per la lavorazione di bevande e succhi
Fonte di acque reflue
Durante il processo di produzione delle bevande, in particolare dei succhi di frutta, una grande quantità di acqua viene utilizzata per la pulizia delle materie prime, la disinfezione delle attrezzature, la miscelazione dei prodotti, ecc. Queste operazioni generano inevitabilmente una grande quantità di acque reflue. Se non viene adeguatamente trattato e scaricato direttamente, imporrà un pesante fardello sull’ecosistema acquatico. Pertanto, identificare la fonte delle acque reflue è il prerequisito per formulare un piano scientifico di trattamento.
1. Acque reflue derivanti dalla pulizia della frutta: nella fase iniziale della produzione di succhi, la frutta fresca o refrigerata deve essere lavata più volte per rimuovere lo sporco superficiale, i residui di pesticidi e i detriti della buccia della frutta. Questo processo genera una grande quantità di acque reflue torbide contenenti fibre di polpa, pectina, zucchero e solidi sospesi, che rappresentano una delle principali fonti di inquinanti organici.
2. Acque reflue provenienti dai processi di frantumazione e spremitura: dopo che i frutti sono stati frantumati, ridotti in poltiglia e pressati, parte del succo si rovescia o rimane nell'apparecchiatura, mentre anche i residui di frutta, i noccioli e altri rifiuti solidi trasportano il succo ed entrano nel sistema di drenaggio. Tali acque reflue contengono alte concentrazioni di fruttosio, glucosio, saccarosio e acidi organici (come acido malico e acido citrico), con conseguente aumento significativo della domanda chimica di ossigeno (COD), fino a decine di migliaia di mg/l.
3. Acque reflue derivanti dal lavaggio e dalla sterilizzazione delle bottiglie nella sezione di inscatolamento: prima del riempimento, le bottiglie devono essere sterilizzate con vapore ad alta-temperatura o pulite con agenti chimici, seguite da risciacquo con acqua pulita. Questo processo non coinvolge solo una grande quantità di acqua, ma può contenere anche detergenti alcalini, sottoprodotti di disinfezione (come l'acido peracetico) e tracce di soluzioni zuccherine, che presentano caratteristiche di scarico intermittente che influiscono sulla stabilità complessiva della qualità dell'acqua.
4. Risciacquo periodico delle acque reflue delle apparecchiature e delle condutture di produzione: durante ogni lotto di sostituzione del prodotto o manutenzione delle apparecchiature, i reattori, le tubazioni di trasporto, le pompe, le valvole, ecc. devono essere puliti accuratamente. Tali acque reflue vengono solitamente scaricate in modo concentrato, provocando un impatto di carico elevato in un breve periodo di tempo. Contiene succo residuo, aromi, additivi alimentari e detergenti, con un'ampia fluttuazione del valore del pH.
5. Acqua di lavaggio del pavimento in officina: dopo la produzione, il pavimento viene pulito e il succo sparso, i residui di frutta e la polvere vengono scaricati nelle fognature. Sebbene il singolo volume d'acqua non sia elevato, apporta comunque una notevole quantità di solidi sospesi (SS) e carico organico, soprattutto nel periodo estivo, dove sono soggetti a fenomeni di acidificazione e deterioramento.
6. Acque reflue dall'unità di concentrazione e condensazione: durante la concentrazione del succo, l'acqua di condensa evaporata appare limpida ma in realtà contiene componenti organici volatili e zuccheri a basso peso-molecolare-. L'analisi mostra che il suo COD può raggiungere 1.000-1.500 mg/l, rendendolo una "fonte di inquinamento nascosta", spesso trascurata ma che deve essere inclusa in un trattamento unificato.
7. Acque reflue domestiche e drenaggio da altre aree ausiliarie: anche l'acqua utilizzata dai dipendenti della fabbrica, compresa la mensa, i bagni e le docce, viene incorporata nel sistema di trattamento delle acque reflue. La qualità dell'acqua di questa parte è relativamente stabile, contiene principalmente azoto, nutrienti fosforo e oli, sebbene la concentrazione sia bassa, necessita comunque di essere trattata in modo coordinato per prevenire il rischio di eutrofizzazione.
Confronto tra immagini che mostrano acqua inquinata e immagini che mostrano acqua trattata
III. Flusso di processo per il trattamento delle acque reflue derivanti dalla produzione di bevande a base di succhi
Le acque reflue generate durante il processo di produzione di succhi e bevande presentano caratteristiche quali elevato contenuto organico, abbondanti solidi sospesi, fluttuazioni significative nella qualità e nel volume dell'acqua e un basso valore di pH. Le fonti principali includono, tra le altre, la pulizia della frutta, l'estrazione del succo, la pulizia delle attrezzature e il risciacquo delle conserve. Le acque reflue contengono una grande quantità di zuccheri, pectina, residui di frutta, cellulosa e acidi della frutta, ecc. Grazie alla sua buona biodegradabilità (con un elevato rapporto BOD/COD), sono adatte per il trattamento utilizzando principalmente un metodo biologico.
Principali moduli del flusso elaborativo
1. Fase di pretrattamento: rimozione delle particelle di grandi dimensioni e regolazione della qualità dell'acqua
Questa fase ha lo scopo di ridurre l'onere del successivo trattamento biologico e di prevenire blocchi e carichi d'urto.
Grattugiare: intercetta i solidi sospesi di grandi dimensioni come bucce e polpa di frutta.
Serbatoio di equalizzazione: bilancia la qualità e il volume dell'acqua per evitare fluttuazioni causate dagli intervalli di produzione; alcuni sistemi includono anche l'agitazione o la pre-aerazione per evitare che i residui della frutta fermentino e marciscano.
Sedimentazione della coagulazione/disidratazione aerobica: aggiungere PAC e PAM per far coagulare i solidi sospesi fini e la pectina in fiocchi, che vengono poi separati mediante sedimentazione o flottazione con aria disciolta. La flottazione aerobica è particolarmente indicata per la rimozione di sostanze colloidali leggere.
2. Fase di trattamento biologico: Il nucleo per la degradazione degli inquinanti organici
Utilizzare i processi metabolici microbici per decomporre la materia organica solubile.
La fase di trattamento biologico è il fulcro del trattamento delle acque reflue, che impiega principalmente tecnologie di trattamento biologico come reattori biologici anaerobici, metodi aerobici a fanghi attivi e metodi a biofilm per rimuovere gli inquinanti organici, azoto e fosforo nelle acque reflue. I passaggi specifici sono i seguenti:
Trattamento biologico anaerobico: include il letto di fanghi anaerobico a riflusso (UASB), il letto espanso anaerobico (UASB) e il letto fluidizzato anaerobico a circolazione interna (IC). Il trattamento biologico anaerobico può aumentare ulteriormente il tasso di rimozione del COD, ridurre l’onere del trattamento successivo e produrre biogas.
Trattamento biologico aerobico: le tecnologie di trattamento biologico aerobico includono il metodo dei fanghi attivi e il metodo del biofilm. Il metodo a fanghi attivi utilizza l'aerazione per miscelare accuratamente i fanghi e le acque reflue, utilizzando microrganismi per degradare la materia organica; il metodo del biofilm utilizza i microrganismi presenti sul biofilm per degradare la materia organica. Il trattamento biologico aerobico può rimuovere la maggior parte della materia organica e degli inquinanti di azoto e fosforo.
Nell'ingegneria vera e propria, viene spesso adottato un processo combinato "anaerobico + aerobico", che consente sia di risparmiare energia-che di garantire uno scarico degli effluenti stabile e conforme.
3. Fase di trattamento profondo: garantire la qualità degli effluenti
Purificare ulteriormente l'effluente biochimico per soddisfare gli standard di scarico o riutilizzo.
Serbatoio di sedimentazione secondario: ottieni la separazione dell'acqua dei fanghi- e il recupero dei fanghi attivi.
Filtro biologico aerobico (BAF): svolge sia funzioni di degradazione biologica che di filtrazione e può rimuovere ulteriormente il COD residuo e l'azoto ammoniacale.
Disinfezione: utilizzare l'ultravioletto o l'ozono per uccidere i microrganismi patogeni, garantendo igiene e sicurezza.
Trattamento a membrana (facoltativo): come l'ultrafiltrazione e la nanofiltrazione per l'acqua riciclata di alta-qualità, ottenendo il riciclaggio delle risorse idriche.
Può essere dotato di un diagramma di flusso per il trattamento delle acque reflue
Acque reflue industriali → Macchina per vaglio a barre → Serbatoio di equalizzazione → Coagulazione e flottazione → Trattamento biochimico anaerobico → Trattamento biochimico aerobico → Trattamento avanzato → Scarico o riutilizzo
IV. Casi di studio specifici sul trattamento delle acque reflue per la lavorazione di bevande e succhi
Progetto di trattamento delle acque reflue HeYuan della primavera di Guangdong Farmer Mountain
Le misure di trattamento delle acque reflue per il progetto Guangdong Farmer Mountain Spring HeYuan sono le seguenti:
• Trattamento separato delle acque reflue: implementare il sistema di "separazione delle acque piovane e delle acque reflue". L'acqua piovana viene scaricata nella condotta comunale delle acque meteoriche; l'acqua prima della membrana utilizzata per la produzione di acqua pura viene trattata come liquame pulito e scaricata nella rete comunale delle acque meteoriche. Le acque reflue di produzione vengono trattate dalla stazione di trattamento delle acque reflue istituita dalla nostra Guangbo Environmental Protection Company, mentre le acque reflue domestiche vengono pre-trattate dalle fosse settiche a tre- livelli.
• Standard di trattamento delle acque reflue: le acque reflue di produzione trattate devono soddisfare i "Limiti di scarico degli inquinanti idrici" (DB44/26-2001) del secondo periodo degli standard di grado I nella provincia di Guangdong, quindi essere scaricate nella rete fognaria municipale e ulteriormente trattate nell'impianto di trattamento delle acque reflue urbane. Le acque reflue domestiche vengono pre-trattate dalle fosse settiche a tre livelli per soddisfare i "Limiti di scarico degli inquinanti idrici" (DB44/26-2001) del secondo periodo degli standard di Grado III, quindi scaricate nella rete fognaria comunale e infine entrano nell'impianto di trattamento delle acque reflue urbane per il trattamento centralizzato.
Il reattore anaerobico IC di terza generazione- e il progetto di supporto di China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd.
I. Panoramica del progetto:
Nome del progetto: Reattore anaerobico IC di terza generazione e progetto di supporto della China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd.
II. Introduzione al progetto:
China Grain Tunhe Tomato Co., Ltd. è una consociata-interamente controllata da China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd. La sua attività principale è la lavorazione e la vendita di pomodori e altri prodotti ortofrutticoli. Questa cooperazione si concentra principalmente sul trattamento delle acque reflue generate durante la produzione di prodotti a base di pomodoro. Questo progetto è il reattore anaerobico IC di terza-generazione e progetto di supporto di China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd. La capacità di trattamento progettata per questo progetto è di 4.000 m³/d (funzionamento continuo 24 ore su 24), con una portata verso l'alto di 3 m/h e un carico volumetrico di 6,17 kg COD/(m/d).
III. Vantaggi della tecnologia di protezione ambientale Guangbo:
La Guangbo Environmental Protection può trattare le acque reflue per soddisfare gli standard di riutilizzo. È economico, semplice e presenta le caratteristiche di bassi requisiti per la qualità dell'acqua originale, processi e apparecchiature di trattamento semplici, funzionamento conveniente, volume di manutenzione ridotto delle apparecchiature, basso consumo energetico e funzionamento stabile ed effetto del trattamento.
IV. Introduzione della protezione ambientale di Guangbo:
Guangbo Environmental Protection ha una serie di invenzioni tecniche e brevetti di modelli di utilità. Soprattutto nelle tecnologie di trattamento anaerobico come i serbatoi anaerobici IC e i reattori anaerobici UASB, ha accumulato una grande esperienza di costruzione. La nostra tecnologia dei reattori anaerobici IC è avanzata, con una tecnologia completa e prestazioni a costi più elevati, e ha conquistato il favore di tutti i clienti e subappaltatori. Non vediamo l'ora di contattarti per eventuali esigenze correlate al trattamento delle acque reflue e per ottenere una cooperazione vantaggiosa-per tutti.
