Как да се следи съдържанието на масла и мазнини в отпадъчните води от хранителнопромишлената обработка?

Защо маслата и мазнините се превръщат в проблем за наблюдение?

Мониторингът на масла и мазнини в отпадъчните води от хранителнопреработвателната промишленост е една от онези задачи, които изглеждат прости, докато първите резултати от лабораторията не се върнат. Една пречиствателна станция може да вижда ясна вода, напускаща единицата за флотация с разтворен въздух, но стойността за масла и мазнини все още надвишава граничната стойност по разрешението. Това се случва, защото анализът не се ограничава само до видимия слой мазнина по повърхността. Той обхваща по-широк клас вещества, които се извличат в разтворител, включително някои емулгирани мазнини, мастни киселини и други неполарни материали. Маслата, мазнините и глицеринът — често съкратени като FOG — предизвикват проблеми още преди точката на отвеждане. Те образуват наслойки по тръбите, прилепват към работните колела на помпите, запушват сензорите и увеличават товара върху биологичните пречиствателни процеси. В предприятия за производство на месо или млечни продукти емулгирани мазнини могат да нахлуят рязко в канализацията веднага след почистване с гореща вода и алкални препарати. В хлебопекарни или производствени цехове за закуски маслата, които се затвърдяват при стайна температура, могат да се натрупват в тръбопроводите и после да се освобождават наведнъж при измиване, когато измивателната вода нагрява тръбите. Много муниципални разрешения за отвеждане определят горна граница за масла и мазнини, обикновено в диапазона от няколко десетки до няколко стотици милиграма на литър; самата тази гранична стойност вече изисква постоянна внимание. Именно тази променливост прави необходима системна стратегия за мониторинг на масла и мазнини, а не просто едномесечен пробен анализ.

Промените в подробностите за вземане на проби променят цялата картина

Много от лошите данни за масла и мазнини се появяват още преди лабораторията да е докоснала пробата. Пробите, взети веднъж („grab samples“), са лесни за събиране, но показват само моментен „снимков кадър“. Ако един завод изхвърля отпадъчни води на партиди, проба, взета в период на ниска активност, може да пропусне пика на мастните вещества, който достига канализацията след почистването. Композитните проби осигуряват по-справедлива представа за цялата работна смяна, но пораждат въпроси относно съхранението и запазването им. Маслата и мазнините в отпадъчните води от хранителната промишленост се прилепват към пластмаса, затова стъклени или контейнери с подплата от ПТФЕ са по-безопасен избор. Бутилките с широка уста също улесняват прехвърлянето на пробата, без да оставят дебел филм по гърлото. Подкисляването на пробата до pH под 2 и поддържането ѝ на студено забавя микробното разграждане и намалява загубите. Стандартните методи, като APHA 5520 и EPA 1664, описват тези стъпки за запазване подробно. Ако проба почива на топло в пластмасова кантина в продължение на няколко часа, част от мазнината се изсажда по стените ѝ, а декларираната стойност ще бъде по-ниска от реалното натоварване. Такава грешка не е случайна; тя последователно измества резултатите в една и съща посока и може да убеди завода, че проблемът му с мазнините е по-малък, отколкото всъщност е.

Избор на метод, който отговаря на реалните ви отпадъчни води

Не всяка инсталация има нужда от най-скъпия анализатор. Малка фабрика, която трябва да следи само съдържанието на масла и мазнини за изпълнение на местно разрешение, може да изпраща месечни проби за съответствие на сертифицирана лаборатория и да използва прост тестов комплект за ежедневни проверки. По-голяма операция с плаващи въздушни мехурчета или биореактор с мембрана обикновено изисква по-бързо обратно връзка, за да се коригират процесите на отстраняване на повърхностни слоеве или дозирането на химикали. Методът също трябва да взема предвид формата на маслото. Свободното масло се отделя бързо и може да се премахне със скимер. Емулгираното масло остава в суспензия, защото повърхностноактивните вещества, топлината или високото pH са го разделили на фини капчици. Разтворимият материал, който се държи като масло при екстракция с разтворител, може изобщо да не е видим. Гравиметричните методи измерват остатъка, останал след екстракция с n-хексан, така че те засичат широк клас неполарни съединения. Инфрачервените и фотометричните методи работят по-бързо, но резултатите им зависят от типа масло. Растително масло, животинско мазнина и минерално масло няма да дадат еднакви показания, затова калибрирането е от решаващо значение. ISO 9377-2 е друг референтен стандарт, който се споменава в някои разрешения, но стъпките за екстракция и измерване се различават достатъчно, за да не се считат стойностите, получени с различни методи, за взаимозаменяеми. Затова в лабораторния отчет винаги трябва да се посочва кой метод е бил използван.

Сравнение на разпространените подходи за мониторинг

В таблицата по-долу е дадено практически сравнение на рутинния мониторинг на масла и мазнини в производствена среда за преработка на храни. Описанията представят общи работни диапазони, а не строги гаранции.

Често най-добре работи двуетапната система. Заводът може да използва онлайн-датчик или тестов комплект за ежедневни тенденции, а след това да изпраща проби от точка в сертифицирана лаборатория за определяне на стойността по разрешението. Това осигурява актуалност на рутинните данни, без да се оставя всяко решение изцяло на един метод. Също така се създава полезна кръстосана проверка. Ако онлайн-датчикът показва стабилна базова стойност, докато месечната лабораторна проба изведнъж се удвои, първият въпрос е дали датчикът не е замърсен, а не дали системата за пречистване е рухнала през нощта. Обратно, ако лабораторната стойност спадне, а датчикът остане на високо ниво, точката за вземане на проби може да улавя чист поток, който не е представителен за целия отток.

Интерпретиране на резултатите, без прекомерна реакция при единичен връх

Операторите понякога третират резултата от анализ за мазнини и масла като бинарен индикатор за „успех“ или „неуспех“. Един-единствен висок резултат не означава задължително, че системата за пречистване е излязла от строя, а един-единствен нисък резултат не доказва, че сбросът е чист. В хранителната промишленост промивките, санитарните химикали, смяната на продуктите и дори сезонните промени в суровините могат да повлияят върху натоварването с мазнини. Полезен подход е да се следи плаващ диапазон, а не да се реагира на отделна изолирана стойност. Ако дневната стойност расте в продължение на три или четири поредни дни, този модел заслужава внимание. Ако се наблюдава единичен връх точно след известно почистващо мероприятие и след това стойността спадне обратно, реакцията трябва да бъде пропорционална. Допълнителните данни в протокола за вземане на проби имат голямо значение. Разходът, температурата, pH и производствената линия, която е работила по време на вземането на пробата, могат да обяснят значителна част от вариациите. Тези бележки превръщат сурова цифра в оперативен сигнал. Те също така помагат, когато консултант или регулатор попита защо определен ден е бил различен.

В переработвателно предприятие за птици в крайбрежна провинция пробата от сутрешния моментен взем, предназначена за определяне на съдържанието на мазнини и масла, постоянно се различавала от 24-часовата композитна проба. Взимането на проба се извършвало след открит уловител на мазнини, където повечето от мазнините вече били изплували и охладени до образуване на дебел слой. Моментната проба се вземала предимно от водата под този слой. След преместване на точката за вземане на проба в добре разбъркана секция, разположена по-горе по течението преди корекцията на pH, дневните стойности станали значително по-съгласувани с резултатите от композитните проби. Предприятието не променило системата си за третиране. Променило само начина, по който наблюдавало потока. Такава корекция на вземането на проби може да е по-ценна от закупуването на допълнителен уред, тъй като поправя данните още преди анализа да започне.

Създаване на рутинна процедура, която остава ефективна с течение на времето

Програмата за наблюдение трябва да издържи на смяна на персонала, нощни смени и натоварени производствени седмици. Това означава да запишете метода, точното местоположение на пробата, вида на контейнера, стъпката на съхранение и времето от събирането до анализа. Една маркирана точка за вземане на проби е по-добра от свободна инструкция като "взимай го след мастния капан". Някои растения използват таймер или отметка, за да не се пропусне задачата по време на саниране. Други свързват вземането на проби с конкретно събитие, като например тридесет минути след началото на основната почистване. Съхраняването на дневник на стойностите на маслото и мазнините заедно с потока и рН улеснява разпознаването на нарастващата тенденция, която произтича от повече мазнини във водата или от промяна в обработването на пробите. Помага също така да се преглеждат данните всяка седмица както с лаборанта, така и с оператора, който управлява етажа. Операторът знае кога е настъпила смяна на продукт или кога е бил сменен почистващ продукт. Лабораторният техник знае дали пробата е пристигнала топла, дали празното разтворител изглежда необичайно или дали инструментът се нуждае от рекалибриране. Този обмен на бележки често е разликата между програма за мониторинг, която остава полезна и тази, която се превръща в купчина от игнорирани доклади.

За съоръженията, които искат да опростят мониторинга на маслото и мазнините, без да разчитат само на външни лаборатории, Lianhua предоставя набор от инструменти за качество на водата и реагенти, които се вписват в рутинните тестове с множество параметри. Производствената дълбочина на компанията и постоянното снабдяване с консумативи помагат, когато лабораторията провежда проби в няколко смени и не може да си позволи дълги пропуски при подновяване на запасите. Изборът на оборудване от доставчик с реален опит в производството и контрола на качеството също така оставя повече място за персонала на завода да се съсредоточи върху оперативната страна на обработката, която обикновено е мястото, където се случват най-големите подобрения.