Trattamento delle acque reflue con bio-olio

Soluzione biologica per il trattamento delle acque reflue derivanti dall'olio

La dimensione globale del mercato del bio{0}}petrolio ha raggiunto gli 80 miliardi di dollari USA nel 2022 e si prevede che si espanderà a un tasso di crescita annuo composto dell'8%, raggiungendo circa 150 miliardi di dollari USA entro il 2030. Ciò indica che l'intero settore del bio-petrolio è entrato in una fase di sviluppo accelerato.

Nel contesto degli sforzi globali volti ad affrontare il cambiamento climatico e garantire la sicurezza energetica, il bio-olio, in quanto componente importante dell'energia rinnovabile, è ampiamente utilizzato, tra gli altri campi, nei carburanti per trasporti, nelle caldaie industriali e nelle materie prime chimiche. I suoi tipi principali includono biodiesel e bioetanolo, con fonti di materie prime che comprendono oli vegetali, grassi animali, rifiuti agricoli e forestali (come la lignina) e rifiuti solidi organici urbani.

I. Panoramica dei clienti-del trattamento delle acque reflue bio-oil

I clienti principali del trattamento delle acque reflue bio-oli sono le imprese industriali che scaricano acque reflue organiche ad alta- concentrazione o acque reflue oleose, in particolare produttori di olio combustibile e lubrificanti, nonché imprese di protezione ambientale impegnate nell'utilizzo delle risorse dei rifiuti. Con l’avanzamento della politica “dual carbon” e gli aggiornamenti tecnologici, le richieste dei clienti in questo campo si stanno spostando dal semplice rispetto degli standard di scarico a un focus sia sul recupero delle risorse che sui benefici economici. In futuro, i fornitori di servizi integrati con forti capacità di ricerca e sviluppo tecnologico occuperanno una posizione vantaggiosa sul mercato.

Immagini della produzione di-olio biologico

II. Trattamento delle acque reflue del biogas Olio Fonte delle acque reflue Le principali fonti di acque reflue nei diversi percorsi di produzione del bio-olio sono le seguenti:

1. Produzione di bio-diesel: dopo la reazione di transesterificazione, il prodotto deve essere lavato ripetutamente con acqua per rimuovere glicerolo, metanolo e catalizzatori (come NaOH). Questo processo genera una grande quantità di acque reflue contenenti oli animali e vegetali, acidi, basi e sostanze organiche, e si trovano per lo più allo stato emulsionato, rendendo difficile il trattamento.

2. Tecnologia di liquefazione idrotermale (come rifiuti alimentari, microalghe): nel processo di conversione della materia organica in bio-olio ad alta temperatura e alta pressione, le acque reflue in fase acquosa ricche di materia organica solubile, azoto ammoniacale e fosfato verranno separate. Il suo COD è estremamente elevato.

3. Processo di conversione dell'olio esausto: durante il processo di utilizzo dell'olio esausto per produrre bio-olio, il pre-trattamento delle materie prime (come filtrazione, rimozione delle impurità) e la pulizia delle apparecchiature genereranno acque reflue contenenti olio emulsionato e un elevato COD.

Confronto tra immagini che mostrano acqua inquinata e immagini che mostrano acqua trattata

III. Flusso del processo di trattamento delle acque reflue del biogas

Il processo di trattamento delle acque reflue da biogas è progettato in base alle caratteristiche delle acque reflue e agli obiettivi di trattamento, in genere integrando tecnologie di trattamento fisico, chimico e biologico per ottenere un'efficace rimozione degli inquinanti e soddisfare gli standard di scarico. Ecco una panoramica del processo di trattamento delle acque reflue del biogas in base ai risultati della ricerca:

Flusso del processo di trattamento

1 Fase di pre-trattamento

Separazione e raccolta dei lipidi: la parte inferiore del liquido di scarico (volume di scarico 5 m³/d) e la parte superiore dello strato di fango galleggiante (volume di scarico 5 m³/d) devono essere raccolte separatamente. La parte inferiore dei liquidi di scarto viene inviata alla stazione di trattamento delle acque reflue per il trattamento e la parte superiore dei liquidi di scarto può essere utilizzata come combustibile per l'incenerimento o smaltita da unità qualificate.

Serbatoio di ricezione: le acque reflue di produzione confluiscono nel serbatoio di ricezione attraverso tubazioni e scorrono automaticamente. È predisposto un sistema di agitazione per garantire una miscelazione uniforme delle acque reflue ed evitare la sedimentazione dei solidi sospesi.

2 Recupero del glicerolo e degradazione del metanolo (per acque reflue biodiesel)

Recupero del glicerolo: utilizzare la tecnologia di purificazione - di separazione fisica per rimuovere le impurità sospese mediante centrifugazione o filtrazione su membrana. Quindi, attraverso la precipitazione acida, la concentrazione di evaporazione, l'adsorbimento della resina a scambio ionico e altre fasi, recupera glicerolo di grado industriale-con una purezza superiore all'80%, ottenendo l'utilizzo delle risorse.

Degradazione del metanolo: riduci la concentrazione iniziale di metanolo mediante soffiaggio-o distillazione sotto vuoto. Aggiungi ceppi batterici tolleranti al metanolo- (come i batteri metil-energetici) e utilizza un reattore a biofilm (MBBR) per migliorare la degradazione. Il metanolo residuo può essere ulteriormente decomposto mediante tecniche di ossidazione avanzate (come elettro-Fenton, catalisi con ozono).

3 Trattamento biologico anaerobico-aerobico

Trattamento anaerobico: per le acque reflue organiche ad alta-concentrazione, è possibile eseguire prima il trattamento anaerobico. Utilizza microrganismi anaerobici per decomporre le-sostanze organiche a grandi molecole presenti nelle acque reflue in sostanze organiche a piccole-molecole, generando metano come recupero di energia e riducendo il COD (domanda chimica di ossigeno) delle acque reflue.

Trattamento aerobico: le acque reflue dopo il trattamento anaerobico entrano nella fase di trattamento aerobico. Utilizzare microrganismi aerobici per degradare ulteriormente le sostanze organiche nelle acque reflue, rimuovere l'azoto ammoniacale, il fosforo totale e altri inquinanti e rendere le acque reflue conformi agli standard di scarico.

4 Trattamento profondo

Metodo di ultrafiltrazione: utilizzare membrane di ultrafiltrazione (con diametro dei pori compreso tra circa 0,01 e 0,1 μm) per trattenere minuscole goccioline e micelle di olio, rimuovendo al contempo il COD. L'effluente trattato può soddisfare i requisiti dell'acqua di ritorno del processo.

Metodo di distillazione a vapore mediante soffiaggio-: introduci un gas vettore nelle acque reflue per rimuovere gli inquinanti volatili come H₂S e ammoniaca. Anche il fenolo può essere rimosso con questo metodo.

Diagramma di flusso del trattamento delle acque reflue

Acque reflue industriali → Separazione olio → Serbatoio di equalizzazione → Recupero energetico → Trattamento biochimico anaerobico → Trattamento biochimico aerobico → Trattamento avanzato → Riutilizzo o scarico

Caso di studio specifico sul trattamento delle acque reflue del bio-olio

Caso di studio: progetto di trattamento delle acque reflue per la produzione di olio di colza presso Jiangsu Guangyuan Oil Co., Ltd.

Panoramica del progetto

Questo progetto affronta le acque reflue provenienti dalla produzione di olio di colza presso Jiangsu Guangyuan Oil Co., Ltd., affrontando le sfide legate all'elevato contenuto di olio, all'elevato COD (domanda chimica di ossigeno), all'elevato contenuto di solidi sospesi e alla tendenza a deteriorarsi ed emettere odori. La capacità di trattamento progettata è di 600 m³/d e l'effluente è conforme allo "Standard di scarico integrato delle acque reflue" (GB 8978-1996) di primo livello.

Caratteristiche delle acque reflue

Le acque reflue provengono dai processi di pressatura, raffinazione e lavaggio dei semi di colza, contenenti grandi quantità di olio, residui di farina, acidi grassi e ausiliari di lavaggio. La qualità dell'acqua varia in modo significativo: COD 2500–4000 mg/L, SS 500–800 mg/L, contenuto di olio 150–300 mg/L, pH 6,0–8,0, incline a generare odori e formare schiuma.

Processo fondamentale

Viene adottato un processo combinato di "griglia + separatore d'olio + serbatoio di regolazione + macchina per flottazione dell'aria + idrolisi acidificazione + trattamento biologico A/O + separazione a membrana MBR", adatto alle caratteristiche di difficile degradazione dell'olio nelle acque reflue di olio di colza, con un processo semplice e un funzionamento e una manutenzione convenienti.

Effetto del trattamento

Valore ingegneristico

L'effluente è stabile e soddisfa gli standard di scarico, eliminando completamente i rischi di scarico per la protezione dell'ambiente per l'impresa; l'olio esausto recuperato dal separatore d'olio può essere riciclato e utilizzato, riducendo il consumo energetico; una parte delle acque reflue trattate viene riutilizzata per la pulizia delle officine, risparmiando 180 metri cubi di acqua al giorno, ottenendo una situazione vantaggiosa per tutti di tutela ambientale e vantaggi economici.