Strategie gospodarki ściekowej w przemyśle spożywczym na przykładzie Carlsberg Breweries

Strategie gospodarki ściekowej w przemyśle spożywczym na

przykładzie Carlsberg Breweries

„Woda i Ścieki”

Adam Pawełas / Carlsberg Polska S.A.

Warszawa, 16 kwietnia 2008

Page 2

Spis treści

1. Ścieki i ich oczyszczanie w browarach

2. Polityka środowiskowa Carlsberg Breweries A/S

3. Strategie gospodarki ściekowej

4. Stopnie oczyszczania ścieków

5. Przykłady rozwiązań

Page 3

1. Ścieki i ich oczyszczanie w browarach

Page 4

Ścieki z browarów – duży ładunek organiczny

• Surowe ścieki z browarów charakteryzują się wysokim stężeniem zanieczyszczeń organicznych (3-5 razy większym niż typowe ścieki komunalne) i zmiennym odczynem.

• Duży udział rozpuszczonych związków podlegających biologicznej degradacji. Bez tłuszczu.

• Małe ilości zawiesiny jeśli skuteczna separacja u źródła.

• Ładunek organiczny pochodzi ze strat surowców, produktu i procesów mycia.

• Odczyn kwaśny lub zasadowy jest wynikiem odprowadzania zużytych roztworów myjących z instalacji.

Page 5

Ścieki z browarów – c.d.

Parametr Ścieki browarskie (średniodobowo) Ścieki komunalne

minimalne maksymalne przeciętne przeciętnie

Odczyn pH 3 12 6-10 6-9

Temperatura 20 40 25-30 <20

Zawiesina ogólna 100 900 600 470

ChZT 1.500 5.800 3.500 800

BZT5 900 3.500 2.400 400

N ogólny 30 100 50 70

P ogólny 5 60 8 16

l/RLM - - 40 150

Źródło: dane własne, literatura branżowa

Page 6

Oczyszczalnia ścieków – trudny obiekt w browarze

• Oczyszczalnie ścieków należą do najtrudniejszych instalacji technologicznych w browarach. Znalezienie właściwego rozwiązania oczyszczania ścieków dla konkretnego zakładu jest zadaniem kompleksowym, wymagającym opracowania i realizacji wieloletniej strategii gospodarki ściekowej.

warzelnia

fermentacja

rozlew

inne

straty

mycie

awarieprzestoje

moce

filtracja

Page 7

2. Polityka środowiskowa Carlsberg Breweries A/S

Page 8

Carlsberg Breweries A/S

• Carlsberg Breweries A/S – duńska grupa piwowarska, założona w 1847 przez legendę piwowarstwa J.C. Jacobsena i jego syna Carla

• Znane marki piwne: Carlsberg, Tuborg, Holsten

• Produkcja napojów, m.in. na licencji Coca Cola

• W 2008 roku po przejęciu Scottish & Newcastle spółka wyprodukuje 120 mln hektolitrów piwa (5. miejsce na świecie), w browarach działających w Europie i Azji

• Od 1996 roku w Polsce grupa Carlsberg Polska (Browary: Bosman/Szczecin, Kasztelan/Sierpc, Okocim/Brzesko)

Page 9

Inicjatywy branżowe

• Przemysł piwowarski w Unii Europejskiej opracował przegląd najlepszych dostępnych technik ograniczania zanieczyszczeń w browarach wymagających tzw. pozwolenia zintegrowanego. Wytyczne najlepszych praktyk, w tym oczyszczania ścieków, można znaleźć na stronach Ministerstwa Środowiska.

Page 10

Polityka środowiskowa Carlsberg Breweries A/S

• Zapobieganie i ograniczanie zanieczyszczeń w ściekach jest jednym z priorytetów środowiskowych w piwowarstwie.

• Carlsberg Breweries realizuje globalną politykę ochrony środowiska, w której ważną częścią jest bezpieczne usuwanie ścieków, odpowiednie do wymagań i możliwości lokalnych.

• Stosowanie optymalnych rozwiązań gospodarki ściekowej jest oparte na korporacyjnej metodyce prowadzenia gospodarki ściekowej.

Page 11

3. Strategie gospodarki ściekowej

Page 12

Co ma wpływ na strategię?

wymagania prawne

polityka lokalna

infrastruktura komunalna

działania „u źródła”

lokalizacja

funkcjonalność

Page 13

Aspekt: wymagania prawne

• Wymagania prawne dotyczące usuwania ścieków. W Unii Europejskiej obowiązują jednolite standardy ścieków oczyszczonych odprowadzanych do odbiornika ścieków z zakładów przemysłu spożywczego.

• Zrzuty pośrednie do kanalizacji komunalnej regulują przepisy krajowe i lokalne wymogi oczyszczalni komunalnych (dopuszczalny ładunek organiczny i substancji biogennych).

Page 14

Aspekt: infrastruktura komunalna

• Dostępność infrastruktury komunalnej oczyszczania ścieków. Kluczową kwestią są możliwości przyjęcia ścieków przez oczyszczalnie zewnętrzne, w tym zdolności oczyszczania, parametry ścieków, taryfy i ceny ścieków.

• Możliwe są różne formuły rozliczenia za ścieki, od prostych stawek według ilości ścieków do złożonych formuł cenowych zależnych od ilości i ładunku zanieczyszczeń.

• Najczęściej podczyszczalnie stosuje się w małych ośrodkach miejskich, w których rozbudowa oczyszczalni przemysłowo-miejskiej wielokrotnie przekraczającej ładunek ścieków komunalnych jest zbyt kosztowna.

Page 15

Aspekt: polityka lokalna• Polityka lokalna gospodarki ściekowej. W szczególności istotne jest

podejście władz i przedsiębiorstw komunalnych odnośnie rozwoju infrastruktury i egzekwowania wymagań. W krajach z niewystarczająco rozwiniętą infrastrukturą ważne jest ustalenie przewidywanych okresów dostosowawczych, inwestycji, zmian taryf itp.

• W zależności od lokalnych uwarunkowań odprowadzania ścieków do kanalizacji zewnętrznej stosowane są różne stopnie oczyszczania ścieków browarnianych. Występują również przypadki, w których oczyszczalnia zewnętrzna (np. komunalna) odbierająca ścieki z browaru nie wymaga żadnego ich podczyszczania w zakładzie ze względu dużą własną zdolność oczyszczania i wysoką odporność na zmienność ładunku zanieczyszczeń.

Page 16

Aspekt: redukcja ładunku „u źródła”

• Działania u źródła ścieków. W celu określenia docelowych parametrów ścieków i ewentualnych parametrów technologicznych urządzeń oczyszczających powinno się podjąć działania u źródła.

• Działania podjęte w branży piwnej: w zakresie redukcji strat surowców i produktów (odzysk produktu), odzysku produktów ubocznych (drożdże, wysłodziny, osady brzeczkowe, osady filtracyjne, ług sodowy) oraz w zakresie rozdziału kanalizacji technologicznej od deszczowej (w starych zakładach).

• Skuteczne działania u źródła zmniejszają parametry oczyszczalni nawet do 50%.

Page 17

Aspekt: lokalizacja oczyszczalni

• Lokalizacja urządzeń oczyszczania ścieków w zakładzie. Należy sprawdzić możliwości lokalizacyjne urządzeń oczyszczania ścieków w zakładzie. Dla wariantu pełnej oczyszczalni ścieków konieczny jest dostęp do odbiornika ścieków.

• Technologie tlenowe najczęściej wymagają 3-5 razy więcej powierzchni niż technologie beztlenowe. Im mniejszy teren tym mniejsza elastyczność obiektu (np. brak miejsca na dodatkowe ciągi technologiczne).

Page 18

Aspekt: funkcjonalność

• Funkcjonalność oczyszczalni dla potrzeb zakładu w horyzoncie 5-10 lat. Urządzenia oczyszczania ścieków powinny być dostosowane do sposobu funkcjonowania zakładu oraz uwzględniać rozwój mocy produkcyjnych w przyszłości.

• Funkcjonalność w rozumieniu dostępu do urządzeń, scenariuszy awarii (zastępowalność urządzeń), zasoby do obsługi, sterowanie i wizualizacja, likwidacja uciążliwości obiektu (hałas, odory, osady), usługi zewnętrzne (np. odbiór osadu).

Page 19

4. Stopnie oczyszczania ścieków

Page 20

Stopnie oczyszczania ścieków

Zasadniczo wyróżnia się następujące stopnie oczyszczania ścieków browarnianych:

1. stopień- uśrednianie ścieków z neutralizacją – w efekcie ścieki mają wyrównane parametry w czasie;

2. stopień - podczyszczanie ścieków do parametrów ścieków komunalnych – w efekcie redukcji ładunku zanieczyszczeń organicznych ścieki odpowiadają charakterystyką ścieków komunalnych, zgodnie z typowymi wymogami oczyszczalni komunalnych;

3. stopień - pełne oczyszczanie ścieków ze zrzutem do wód powierzchniowych – ścieki oczyszczone odpowiadają standardom ścieków biologicznie rozkładalnych zgodnie z odpowiednimi przepisami.

Page 21

Stopnie oczyszczania: przykładowe technologie i efekty

Stopień oczyszczania ścieków

Typowe technologie Efekty

Uśrednianie i neutralizacja ścieków

zbiornik uśredniający z odświeżaniem ścieków(z neutralizacją wzajemną ścieków)

wyrównanie stężenia ścieków, częściowa korekta pH, częściowa redukcja ładunku organicznego (poprzez usunięcie zawiesiny)

zbiornik neutralizujący z chemiczną korektą pH lub z korektą przy użyciu CO2

korekta pH ścieków silnie kwaśnych lub zasadowych, bez redukcji ładunku organicznego

Podczyszczanie do wymogów ścieków komunalnych

podczyszczalnia tlenowa z osadem czynnym

redukcja ładunku organicznego o 60-80% w zależności od potrzeb, najczęściej efekt oczyszczania dopasowany do standardów ścieków komunalnychduża ilość osadu ściekowego do zagospodarowania

reaktor beztlenowy z produkcją biogazu

redukcja ładunku organicznego o 70-80% w zależności od standardu ścieków komunalnychprodukcja biogazu, wymagającego spalenia lub odzysku energetycznego, praktycznie brak osadu ściekowego

Pełne oczyszczanie ścieków

oczyszczalnia tlenowa z osadem czynnym, z obróbką osadów ściekowych

redukcja ładunku organicznego o ponad 95%duża ilość osadu ściekowego do zagospodarowania

oczyszczalnia beztlenowo-tlenowa, z obróbką osadów ściekowych

redukcja ładunku organicznego o ponad 95%ilość osadu ściekowego ok. ¼ w porównaniu do technologii tlenowej

Page 22

5. Przykłady rozwiązań

Page 23

Uśrednianie ścieków w Leeds (Wlk Brytania)

• Rok budowy: 1995

• Kontekst: umowa z oczyszczalnią miejską na odbiór ścieków

• Wielkość: 2.000 m3/d

zbiornik uśred-niający

dozowanieCO2 w

przepływie

sampler/ pomiar ChZT

Page 24

Podczyszczalnia Falkenberg (Szwecja)

• Rok budowy: 2005

• Kontekst: rozbudowa browaru, uzgodnienia z oczyszczalnią miejską

• Dostawca: Paques / VWS

• Wielkość: 12 ton ChZT/d, 3.000m3/d

zbiornik od-

świeżania

reaktor bez-

tlenowy

zbiornik buforowy

zbiornik awaryjny

biogaz / pochodnia,

odzysk

sita

Page 25

Podczyszczalnia w Rheinfelden (Szwajcaria)

• Rok budowy: 1998

• Kontekst: rozbudowa browaru, uzgodnienia z oczyszczalnią miejską

• Wielkość: ładunek 9 ton ChZT/d, 3.200m3/d

2 reaktory bez-

tlenowe

zbiornik buforowy

zbiornik awaryjny

biogaz / pochodnia,

odzysk

zbiornik od-

świeżania

sita

Page 26

Oczyszczalnia przemysłowo-komunalna w Brzesku

• Rok rozbudowy: 2005-2007

• Kontekst: oczyszczalnia przemysłowo-komunalna Browaru Okocim

• Dostawca: CTBK Eko-technika, Aqua Systems, Skanska

• Inwestycja z dotacją 30% SPO WKP

• Wielkość: 22 tony ChZT/d, 10.000m3/d

kraty, piaskownik

osadniki wstępne

osadniki wstępne

osadniki wstępne

osadniki wstępne

komory osadu

czynnego

komory osadu

czynnego

osadniki wtórne

osadniki wtórne

fermentacja i odwadnianie osadu

Page 27

Oczyszczalnia Bosman w Szczecinie

• Rok budowy: 2005-2006

• Kontekst: opóźniona budowa oczyszczalni komunalnej w Szczecinie, analiza porównawcza podczyszczanie – pełne oczyszczanie

• Dostawca: Paques, VWS

• Inwestycja z pożyczką preferencyjną WFOŚiGW Szczecin

• Wielkość: ładunek 9 ton ChZT/d, 3.000m3/d

reaktor tlenowy

sita reaktor bez-

tlenowy

zbiornik buforowy

zbiornik awaryjny biogaz (pochodnia), odwadnianie osadu

flotator

Page 28

Oczyszczalnia w Celarevie (Serbia)

• Rok budowy: 2007-2008

• Kontekst: niepewny rozwój oczyszczalni komunalnej

• Dostawca: GWE

• Beztlenowo-tlenowa, z denitryfikacją, osadnik wtórny, prasa na osady, pochodnia biogazu

• Wielkość: ładunek 7,6 ton ChZt/d, 1.900m3/d

komora osadu czyn-

nego/ denitryfi-

kacja

sita reaktor bez-

tlenowy

zbiornik buforowy

zbiornik awaryjny biogaz (pochodnia), odwadnianie osadu

osadnik wtórny

Page 29

W podsumowaniu …

1. Oczyszczalnię jest łatwo zbudować, trudniej zaplanować

2. Projektant nie jest jasnowidzem, odpowiedzialność za koncepcję i parametry jest po stronie użytkownika

3. Rozważ wszystkie aspekty decyzji, bądź świadom mocnych i słabych stron przyjętego rozwiązania